Häuserbeleuchtung mit LED´s

[Dirk M]

Hallo,

ich möchte nach Weihnachten damit beginnen, meine in die Jahre gekommene Anlage zu sanieren und vor allen Dingen zu modernisieren. In diesem Zusammenhang denke ich darüber nach, die Beleuchtung meiner Häuser mit LED´s zu realisieren. Ich habe zwar schon was von LED´s und Vorwiderständen gehört, doch nachdem ich jetzt verschieden Artikel im Internet gesucht hatte bin ich nur noch verwirrt. Ich hoffe hier kann mir jemand helfen. Ich möchte als Stromquelle einen Märklin Lichttrafo (so was gab es mal ) mit 40 VA nutzen. Welche Leuchtdioden sind die richtigen, welche Widerstände müssen eingebaut werden, ist da was bezüglich dem Wechselstrom zu beachten, wo bezeiht man diese Teile am günstigsten .....
Ich bin für jeden Tipp dankbar.

Viele Grüße
Dirk

[elythomaslumber]

Grundsätzlich benötigtst Du noch einen Brückengleichrichter, einen Glättungselko und den besagten Vorwiderstand...doch bevor hier auf die Dimensionierung eingegangen wird, sei Dir gesagt, dass sich LED für Hausbeleuchtungen nicht besonders eignen, da deren Abstrahlwinkel gegenüber Glühlampen sehr gering ist, d.h. die LED strahlen eher punktuell ihr Licht aus.

Das erst mal als Info.

Gruß

Hartmut

[franz]

Je nach Trägheit Deiner Retina (respective visuellem Kortex) kannst Du auf Gleichrichtung und Glättung verzichten.

Den Widerstand berechnest Du nach den einschlägigen Formel (z.B. hier im Forum), da aus dem Märklino locker 18V rauskommen, bietet sich Reihenschaltung mehrer LED's an.

Problematischer als die Abstrahlcharakteristik ist m.E. die Farbe. Weisse LED sind doch zu kalt, gelbe zu gelb, warmweisse zu teuer...

[elythomaslumber]

Auf den Gleichrichter kannst Du nur verzichten, wenn Du (anti-)parallel zur LED eine Gleichrichterdiode schaltest, da die Sperrspannung von LED nur bei 3-5V liegt. Ansonsten wird die Lebensdauer drastisch herabgesetzt bzw. diese zerstört.
Aber wir gesagt, Glühlampen sind für Hausbeleuchtungen doch vorzuziehen.

Gruß

Hartmut

[Harry]

Moin Hartmut,

schon klar, das mit der Diode.
Aber was ist eigentlich, wenn man zwei LED-Ketten antiparallel schaltet???
Mir fallen Argumente dafür und dagegen ein.....

Dagegen:
Eine der LED hat bei dem Strom in Sperrichtung den größten Spannungsabfall und geht hopps. Danach trifft es die nächste usw.

Dafür:
Oder teilen sich die Sperrspannungen so auf, dass alle im zulässigen Bereich liegen?



Viele Grüße
Harry

[franz]

Hmm,

ich war (ganz unphysikalisch, aber erfahrungsgemäß), davon ausgegangen, dass LED mit VW gegen die Sperrichtung nichts macht. Meine ersten Busch-Lichtsignale hatten m.E. auch nur einen Vorwiderstand (VW), keine Diode und glühte fleißig an der Wechselspannung vor sich hin.

Also, wenn, dann würde ich die Diode zur Sicherung in Reihe schalten.

Im Prinzip müsste man es aber auch systematisch lösen können. Also Kirchhoff her und nachgedacht.

@ Harry: Wenn Du zwei LED's antiparallel am gemeinsamen VW schaltest, dann sind sie sicher, denn es fällt an beiden nur die Durchlassspannung ab, und die können sie in jedem Fall auch in Sperrrichtung.

Lt. Datenblatt (zufällig ausgewählte 5mm weiss, rot, gelb bei C****) haben LED's eine Sperrspannung von 6V bei 10µA (weiss 40µA). Wenn ich eine LED in Durchlassrichtung (4V ws bzw 2V rt, ge) mit 5mA an 18V betreibe, brauche ich einen 2,8kOhm (3,2kOhm) Widerstand, in Sperrichtung würden dann ~ 4mA fließen, das ist tatsächlich zu viel.

Da hat Hartmut recht.

Bei drei LED's in Reihe sollte es aber kein Problem mehr sein, denn dann addieren sich die Sperrspannungen ausreichend auf, oder?

Also: Eine Schutzdiode in Reihe und man ist auf der sicheren Seite, z.B. eine 1N4148 so:



Vorwiderstand in diesem Fall: R = (18-13) / I (bei ws) bzw. R = (18-7) / I (bei rt, ge, gn)

Antiparallel würde ich die Diode nicht schalten, denn es erhöht die Verlustleistung, hilft aber natürlich der LED. Parallel hilft die Schutzdiode nicht (siehe Kirchhoff).

[Harry]

....Bei drei LED's in Reihe sollte es aber kein Problem mehr sein, denn dann addieren sich die Sperrspannungen ausreichend auf, oder?
....

Genau das ist die Frage, die ich mir nicht beantworten kann.
Eine Annahme:
Es fließt ein Sperrstrom und an allen Dioden wird eine unterschiedliche Spannung abfallen. So könnte an einer LED die zulässige Sperrspannung überschritten werden und sie wird leitend, geht also hopps und wird dunkel.
Das Spiel geht mit den nächsten LED weiter, bis nur noch Deine 1N4148 übrig bleibt, macht nix, die war ja auch schon vorher dunkel

Aus diesem Grund wird die 1N4148 antiparallel geschaltet.

Und nun meine Frage: wenn ich statt der 1N4148 drei weitere LED antiparallel schalte, ist das nun richtig oder falsch???? Denn dann fließt wieder ein Sperrstrom, evtl. geht eine LED kaputt usw....

Viele Grüße
Harry

[franz]

Hallo Harry,

ich habe leider keine Diodenkennlinie gefunden, die auch die Sperrspannung beinhaltet. Alledings ist für die 1N4148 schon bei einem Strom von 25nA eine Sperrspannung von 20V angegeben, während der maximale Gegenstrom bei maximaler Sperrspannung von 6V für eine LED bei 10µA - 40µA liegt. Bei 5µA und Raumtemperatur ist die Sperrspannung der 1N4148 allerdings schon 75V.

Also fällt in der von mir vorgeschlagenen Schaltung immer genug Spannung an der Schutzdiode ab, um die LED's zu schützen.

Bei Antiparaleller Schaltung ist man natürlich nur auf der sicheren Seite, wenn man sie paarweise antiparallel schaltet. Sonst kann so etwas wie von Dir beschrieben theoretisch passieren, falls sich die LED's in ihrer Characteristik ausreichend unterscheiden.

[Harry]

...Alledings ist für die 1N4148 schon bei einem Strom von 25nA eine Sperrspannung von 20V angegeben, während der maximale Gegenstrom bei maximaler Sperrspannung von 6V für eine LED bei 10µA - 40µA liegt...

Moin Franz,

danke für die Mühe, diese Daten herauszusuchen. Damit dürfte klar sein, dass die 1N4148 antiparallel geschaltet werden kann, aber nicht muss.

Viele Grüße
Harry

[martin]

Sorry Jungs, aber die Diode in Reihe ist ganz grosser Quatsch!

Dass Sperrverhalten ist auch ein Timing-Problem, wenn die Diode 1N... sich träger verhält als die LED, wird's ziemlich schnell dunkel

Also bei Wechselspannung immer eine Diode (kann auch eine weitere LED sein) antiparallel schalten. Siehe zum Beispiel auch http://www.ferromel.de/tronic_16.htm

[Stef@n]

Salü Fans,

Es stehen immer wieder jeden morgen Leute auf, die meinen: Jetzt ignoriere ich mal die Technik, die Erfahrungen und vor allem das Geschriebene. Ich will sparen und mache alles besser als bisher. Datenblätter und Literatur lügen ja sowieso.
Mann! Waren die doch früher so unwissend und bekloppt, soviel Geld für unnötiges Zeugs ausgeben.

Und sollte eine neu kreierte Schaltung zufälligerweise die Bauteile überleben lassen, so hat man eher viel Glück gehabt, als was Neues entdeckt. Grundlage für eine neue Regel ist es meist nicht.
_________________
tschüs...
...Stef@n aus dem Saarland

....die Rechtschreibprüfung mit Firefox 2.0 und der Vorschau-Button sollten Pflicht werden...

PS: Wer mir mailt, der schreibt an stefan(at)diwo(dot)eu
oder sieht mal unter www.diwo.eu oder www.mef-heusweiler.de nach!

[franz]

Hallo Stefan,

ich lasse mich ja immer wieder gerne beschimpfen - oder meintest Du nicht meinen Beitrag, immerhin bezog ich mich ja aufs Datenblatt?

Wenn schon Schimpfe, will ich aber auch was dabei lernen.

Deshalb hatte ich ja von meinen Erfahrungen berichtet, immerhin habe ich schon vor vielen Jahren einen Teil meines Taschengeldes mit dem Morden und Lebenlassen von LED's verbracht.

Deshalb hatte ich versucht, dem ganzen mit halbwegs fundierten Betrachtungen und den Datenblättern zu begegnen. Mir war dabei das Timing-Argument durch die Lappen gegangen, das Martin erwähnt hat.

Allerdings verstehe ich es nicht ganz. (Ist schon spät, daher folgende Rehnung ohne Gewähr) M.E. schaltet so eine 1N in nS, eine 50Hz-Periode dauert aber 20ms, d.h. am Anfang des Sinus startet man mit etwas wie 6V/ms (Steigung 1, 20ms/2pi, Amplitude 18V). Damit sollte doch die Schutzdiode sehr viel schneller sperren (4 Größenordungen), als die max. Sperrspannung der LED erreicht ist.

Der Sperrstrom so einer 1N4148 beträgt wenige µA, wohlgemerkt bei Sperrspannungen zwischen 20 und 70V.

Mir ist schleierhaft, wie da 'ne LED platzen soll.

Bitte erklärt es mir.

Sonst muß ich es mal ausprobieren, notfalls hänge ichs ans GHz-Scope, dann messe ich das Timing nach.

Schönen Abend

[Harry]

...Jetzt ignoriere ich mal die Technik, die Erfahrungen und vor allem das Geschriebene. Ich will sparen und mache alles besser als bisher. Datenblätter und Literatur lügen ja sowieso....

Na, da bin ich ja mal gespannt auf Deine Argumente. Franz argumentiert ziemlich überzeugend (mit Hilfe der Datenblätter), wobei Dein Text... na ja, ich nenne es mal ziemlich "argumentfrei".. ist.

Viele Grüße
Harry

[Thomas Mauric]

definitive Antwort:

Wenn direkt an Wechselspannung betrieben werden soll, dann zwei LED's antiparallel schalten. mit einem gemeinsamen Vorwiderstand. Bei richtig dimensionierten Vorwiderstand reicht die Durchlassspannung der LED nicht aus, auf der in Sperrrichtung geschaltenen LED auch nur einen Hauch von Strom zu treiben.
Die Dinger gibt es sogar als "Wechselstrom-LEDs" zu kaufen (sind bereits 2 Dioden in einem Gehäuse antiparallel verschalten).

Aber: Wenn ich vorhabe mehrere LEDs zu verbauen, nehme ich vier Dioden (z.B. 1N4007) und einen 100µ Elko, und habe ausreichend geglättete Gleichspannung. Wenn nur LEDs betrieben werden, kann man auf den ELKO sogar verzichten.

LG
Thomas

[Stef@n]

Salü Harry,

...Jetzt ignoriere ich mal die Technik, die Erfahrungen und vor allem das Geschriebene. Ich will sparen und mache alles besser als bisher. Datenblätter und Literatur lügen ja sowieso....

Na, da bin ich ja mal gespannt auf Deine Argumente. Franz argumentiert ziemlich überzeugend (mit Hilfe der Datenblätter), wobei Dein Text... na ja, ich nenne es mal ziemlich "argumentfrei".. ist.

OK. Gebe mich geschlagen, was die Datenblätter angeht. Ich habe hier Kopien von Datenblättern von vor 20 Jahren. Diese Datenblätter hatten so an die 30 DIN A4 Seiten. In diesen sind Schaltbilder für einige Anwendungsfälle mit angegeben. Und wenn heute in den Datenblättern diese Schaltungsbeispiele nicht mehr mit angegeben sind, dann heißt das nicht, daß sie nicht mehr gültig sind.

<Und da es sowieso keinen mehr interessiert, der nur sparen will, ließ man die halt nun weg....>:evil:

Und da gilt halt mal, daß zu jeder LED eine eigene, antiparallel geschaltete LED bzw. Diode gehört, wenn Spannung mit wechselnder Polarität anliegt.

Und bevor ich das nun einscanne, was mir mangels Scanner erschwert ist, beziehe ich mich einfach mal auf folgendes:

Also bei Wechselspannung immer eine Diode (kann auch eine weitere LED sein) antiparallel schalten. Siehe zum Beispiel auch http://www.ferromel.de/tronic_16.htm

<Wer das ignoriert oder nicht weiß, der soll halt die Folgen tragen und kein Mitleid erwarten.>:evil:

Ist genauso, wenn Du gegenüber der Ordnungsmacht argumentierst, da steht in der Ortschaft kein Schild mit 50 km/h und möchtest weiterhin schneller fahren und deshalb eine Obsolution erhalten. Einige möchten dazu noch anderen den Tipp geben, es ebenso zu tun, weil es ja generell bisher ja immer so funktioniert hat und nichts passiert ist ähm.. ungestraft davon gekommen ist.

_________________
tschüs...
...Stef@n aus dem Saarland

....die Rechtschreibprüfung mit Firefox 2.0 und der Vorschau-Button sollten Pflicht werden...

PS: Wer mir mailt, der schreibt an stefan(at)diwo(dot)eu
oder sieht mal unter www.diwo.eu oder www.mef-heusweiler.de nach!

[Nero]

Problematischer als die Abstrahlcharakteristik ist m.E. die Farbe. Weisse LED sind doch zu kalt, gelbe zu gelb, warmweisse zu teuer...

Mal ein bisschen zurück zum eigentlichen Thema...

Ich habe da eine Aussage... die ich mit Sicherheit teilen kann.

Hat schon mal jemand ausprobiert z.B. eine weiße LED neben eine gelbe LED zu setzen um eine ordentliche Lichtfarbe zu bekommen?

Und zum Thema Wechselspannung:

2 Antiparallele LEDs + Vorwiderstand machen Sinn.

Funktioniert es, falls sich obiges erprobt hat, das man 2 antiparallel geschaltete weiße LEDs und 2 antiparallel geschaltete gelbe LEDs in Reihe mit einem gemeinsamen Vorwiderstand betreibt? Ich denke das sich die Unterschiedlichen Spannungsabfälle nicht stören sollten, oder?


mfG

der Nero

[Harry]

Moin Stef@an,

es geht doch gar nicht um das Sparen, sondern um das Verstehen der Zusammenhänge.

Franz hat anhand von Datenblättern Überlegungen angestellt und aus den Ergebnissen überzeugende Schlüsse gezogen.

Viele Grüße
Harry