Dimmbereich bei DALI-Dimmern

[carloackermann]

Ich greife das Thema Dimmbereich nochmal auf.

Aktuell stehe ich vor der Entscheidung welche DALI-Trafos für die Halogenspots es werden sollen.

Im Auge habe ich die allseits gelobten one4all. Was mich aber nun etwas abschreckt ist der Dimmbereich ab 1%. Alternative wären die Osram-Geräte, die ab 0,2% dimmen können. Die kosten allerdings wesentlich mehr (etwa das doppelte glaube ich). Stellt sich die Frage: wirkt sich das wirklich so krass aus beim Soft-Anschalten und dimmen?

[makki]

Bei neuen Projekten also berücksichtigen. Spart Umbaustress

Na ehrlich, wenn ich überlege was ich für nen Umbauaufwand für jeden der LED-Strahler und Ölflex dreimal rund um den Garten gelegt habe spielt ein Widerstand mehr in der Klemmbox da keine Rolle. Aber was tut man nicht alles, is halt so schön bunt

Makki

[pio]

Nach der Rechnerei erst morgen die Bastelei ...

Nach der Kür die Pflicht: messen.

Vorweg: bei mir schalten die LED komplett ab, wenn der Widerstand parallel zum Kanal liegt

Mangels vernünftigem Messgerät (Oszilloskop) habe ich jetzt nur Messungen bei Dimmstufe 100% gemacht.

Resultat:
Strom durch die LED:
I ohne Widerstand: 0.344A
I mit Widerstand: 0.343A

Delta = 1 mA, das deckt sich mit meiner Rechnung (0.9mA).

Spannung an LED:
U ohne Widerstand: 17.93V
U mit Widerstand: 17.90V (Das Netzteil muss die Spannung nicht mehr so hoch drehen, um 350mA "durch die Leitung zu drücken", es gibt ja jetzt 2 Wege, LED und Widerstand)

Ob die Werte tatsächlich so genau mit meinem 20 Jahre alten (frische Batterie) Multimeter zu ermitteln sind sei mal dahingestellt.
Zumindest kann ich keine Widersprüche zu meiner Rechnung für 100% Dimmstufe feststellen.

Wenn ich ein Oszi vom Geschäft nach Hause schleppen kann irgendwann mal, werde ich noch ein paar weitere Messungen machen (z.B. 0.1% Dimmstufe).

Zum Abschluss noch ein paar Fotos der Bastelei.
"Isoliert" ist das ganze übrigens mit Heisskleber.

[pio]

...aber werd das dann beim nächsten Umbau wohl mal mitmachen.

Lt. Tridonic Schweiz wird ein Update des C350 ab August 09 ausgeliefert. Bei neuen Projekten also berücksichtigen. Spart Umbaustress

[makki]

Keiner ????

Nee, bei sowas widerspreche ich nicht, das liegt jenseits des Horizonts Aber es klingt schlüssig dass der Verbauch stark vernachlässigbar ist und freut mich dass es so einfach gelöst werden kann.
Stört mich zwar wiegesagt nicht wirklich aber werd das dann beim nächsten Umbau wohl mal mitmachen. Ein Widerstand parallel ist ja eine lösbare Aufgabe (dank an DJGockel, jetzt habs auch ich verstanden )

Makki

[pio]

1a)Eigenverbrauch C350: 3mA @ 26V = 0.078W

Ergänzung: Annahme: 3mA für alle Steuereingänge zusammen.

[pio]

Nach der Rechnerei erst morgen die Bastelei ...

[pio]

Keiner ????

OK, dann hier die Auflösung:
Selbst wenn die LEDs kaputt gehen, werden weder 8,1kW, noch
8W am Widerstand verbraten.

Durch einen Widerstand fliesst halt bei einer Spannung X nur ein Strom Y.
Die Konstantstromquelle wird versuchen, die 350mA durchzujagen. Dazu wird sie die Spannung bis an ihre Obergrenze treiben, d.h. für das C350 gilt:
Umax = Uin - 4V (laut Datenblatt C350).
Uin kommt bei mir von der 24V-Version des K211 (Sekundärspannung) und ist 24V (leider ist kein min-max-Bereich angegeben).
Dann rechnet man auch hier wieder pro Kanal:
P=U^2/R = (24V - 4V)*(24V - 4V) / 22000 Ohm = 0.018 W
Strom I ist übrigens
I = U/R = (24V - 4V)/22000 = 0.0009 mA

In Summe heisst das bei 3 Kanälen mit ausgefallenen (nicht kurzgeschlossenen) LEDs eine Leistung von P = 0.054W.

Sollten die LEDs übrigens alle kurzgeschlossen sein, fliesst der gesamte Strom durch die LEDs.
Bei 3 LEDs werden so bei Vollastbetrieb (Dimmstufe 100%) also wie folgt verbraten:
- in den Widerständen: Pr = 0W
- im C350: Pc350 = 3* (2V * 0.35A) + 0.078W = 2.178W
(bei 0 Ohm = Kurzschluss muss sich das C350 nicht anstrengen und liefert schon bei den minimalen 2V lt. Datenblatt die 350mA pro Kanal; kommt noch der Eigenverbrauch 0.078V dazu).
- im K211: Pk211 = 3* (2.178W/0.82) = 7.97W
(wir erinnern uns: Wirkungsgrad 82%)

D.H. die Gesamtleistung bei Kurzschluss auf allen 3 Kanälen (4. Kanal unbeschaltet am C350) ist
Pgesamt = 0W + 2.178W + 7.97W = 10.148W


Zusammenfassung für die Verlustleistung pro Kanal
im Shunt-Widerstand:
A) LED kurzgeschlossen: Pr = 0W
B) LED durchgebrannt: Pr = 0.018W

Für LED-Spannung 19.2V:
C) LED auf Dimmstufe 100%: Pr = 0.017W (= 17mW)
C) LED auf Dimmstufe 0.1%: Pr = 0.000017W (= 0.017mW)

[DJGockel]

mir hat mittlerweile der Tridonic Support das gleiche geantwortet

Den Wert habe ich ihnen für 4 LED und 12 V Speisespannung berechnet: 27 kOhm

Den Wert habe ich ihnen für 4 LED und 24 V Speisespannung berechnet: 24 kOhm

einfach je einen Widerstand parallel zum Kanal anschliessen

[pio]

Nur ob ich das richtig verstanden habe: einen 22kOhm Widerstand rein und es hat sich ausgeglimmt ?

Ja, das mA, dass dann mehr fliesst, kann schon die Schaltung zum "umkippen" = kompletten Abschalten bringen.
Pro Kanal wird ein Widerstand von gemeinsamem + zum Ausgang des Kanals (an den das minus der LED kommt) geschaltet.

Leider konnte ich das noch nicht ausprobieren, das Böxli ist zu gross um auch noch in mein LED-Loch zu passen. Ich werde deshalb nur den Steckerbereich verwenden (praktische Klemmstecker, wie beim C350), die Platine entsprechend kürzen und die Widerstande direkt an die Steckerpins löten. Das ganze wird dann ungefahr so gross wie eine Streichholzschachtel.

Mehr von dieser Bastelei am Montag ....

[makki]

Nur ob ich das richtig verstanden habe: einen 22kOhm Widerstand rein und es hat sich ausgeglimmt ?
Wo kommt der rein, +, - (oder egal was der Elektronik-Idiot in mir vermutet) ?

Makki

[pio]

Schade, man kann die Widerstände leider nicht auch noch in das C350 reinpacken. Dessen Leiterplatte ist oben voll mit SMD-Zeug und auf der Steckerunterseite ist kein Platz. Also extern was wurschteln....

[pio]

So, ich hab jetzt die Widerstandsboxen bekommen.
Drin ist das, was aussen draufsteht: pro Kanal ein 22kOhm Widerstand.

Jetzt die Gretchenfrage zur Verlustleistung:

An meinen 2 in Reihe geschalteten LED-Modulen fällt eine Spannung von 19.2V ab. Da ich nicht weiss, wie das PWM-Signal bei ausgeschaltetem K211 aussieht nehmen wir mal den Worst Case an und rechnen für Dimmstufe 100%, also volle Power.
Es gilt P=U^2/R
Dann ist P=0.017W pro Kanal, d.h. Gesamtverlustleistung bei 3 Kanälen ist 0.05W. Nicht ganz ausreichend, um ein Spiegelei zu braten. Die Spiegeleioberfläche dürfte die zugeführte Energie problemlos gleich wieder abgeben

Der Strom durch den Widerstand ist dann übrigends 0.0009A (0.9mA).

Selbst wenn der gesamte Strom (350mA pro Kanal) durch den Widerstand fliesst, weil z.B. die LED abgeraucht ist, beträgt die Verlustleistung bei 3 Kanälen zusammen nur
P = I^2*R =0.35*0.35*22000*3 = 8085W
Aber keine Angst, das K211 liefert max. 24W, also 8W pro Kanal

Puh, nochmal Schwein gehabt.

Auch bei dieser Rechnerei sind nichtlineares und temperaturabhängiges Verhalten vernachlässigt.

[pio]

das "riecht" nach einem schönen Standby wert / bei Betrieb Zusatzheizung.

Nun ja:
1a)Eigenverbrauch C350: 3mA @ 26V = 0.078W
1b) Verbrauch 6 Stk High-Power LED Module mit je 3 LEDs: 3.2V * 0.35A*3*6 = 20.16W
1c) Eigenverbrauch K211: Sekundarleistung max. 24W @ min. Wirkungsgrad 0.82%, daraus folgt bei einem Leistungsbedarf für die LEDs von 20.16W:
20.16W/0.82 - 20.16W = 4.43W

1d) Summe bei Dimmstufe 100%, d.h. alles an (und das ist bei mir wirklich nicht zu verachten vom Helligkeitseindruck):
0.078W+4.43W+20.16W = 24.67W

Eine einzige 35W-Halobirne liefert bei weitem nicht die Lichtleistung, die ich aktuell habe!

Rechnen wir mal weiter:
Dimmstufe 0.1% (min. Stufe lt. Datenblatt K211 und C350),
Annahme PWM hat ideale Rechteckform:
2a) C350: 0.078W (lassen wir das mal so, ich weiss nicht, welchen Einfluss auf den Eigenverbrauch der Betrieb bei 0.1% PWM hat, und ob die Konstantstromquellen noch im Micro-Watt-Leistungsbereich arbeiten würden (ich denke nicht))
2b) LEDs: 0.001 * 20.16 = 0.02W
2c) K211: Da hier Spannungswandler am Werke sind und das PWM-Signal erst nachher generiert wird (vermutlich), wird wohl der Grossteil der Verlustleistung im Schaltnetzteil verbraten, also schatzen wir mal
nach wie vor 4W

2d) Summe bei Dimmstufe 0,1%
0.078W + 0.02W + 4W = 4.1W

Alles gerechnet bei Raumtemperatur natürlich, 2. Nachkommastelle aufgerundet.

Ich kann mir nicht vorstellen, dass der Hersteller jetzt Shunt-Widerstande verbaut, die aus den 4.1W auf einmal 24W (max. Ausgangsleistung K211) machen.

Sobald ich so ein Teil habe, mach ich mal ne Messung.

Wer Lust hat, kontrolliere mal meine Rechnung, ich hoffe, ich habe keine groben Schnitzer drin.

Na, wieviele Kilowattstunden sind das im Jahr bei 100% und bei 0.1% Dimmstufe???????????

Edit: Habe schon den ersten "groben" Schnitzer gefunden: beim Eigenverbrauch des K211 muss man natürlich in der Berechnung nicht nur die LED-Leistung, sondern auch den Eigenverbrauch des C350 mit berücksichtigen:
1c) Bei 100% Dimmstufe: (20.16W+0.078W)/0.82 - (20.16W+0.078W) = 4.44W
also 0.01W mehr Eigenverlustleistung. Mea Culpa!
2c) passe ich jetzt nicht an!


Gruss
Pio

[makki]

Platz ist bei mir auch schwierig, ausserdem, statt mit Wiederstand kann man vermutlich die Leistung dann auch wirklich weiter mittels der LEDs verbrennen aber das ist mir ehrlichgesagt auch nicht so wichtig, die im Garten hängen eh an nem Aktorkanal der mitgeschaltet wird und bei den anderen seh ichs wenigstens nicht.. Was die einzelnen DALI-EVGs im Standby ohne Not so verbraten, mit oder ohne Glimmen, will ich vermutlich garnicht so genau wissen das ist wohl die Schattenseite..

Makki