Treppenstufenbeleuchtung mit LED-Stripes

[Ucomania]

Moin,

ich denke momentan darüber nach, die Treppenstufen in unserem Neubau durch Anbringung von LED-Stripes unter den Treppenstufen zu beleuchten.
Die Stripes möchte ich zentral per MDT LED Controller dimmen können - aus diesem Grund hätte ich gerne 24V-Stripes, damit die Kabellängen kein Problem darstellen.

Nun stolpere ich über die übertriebene Helligkeit der verfügbaren LED-Stripes.
Bei 15 Treppenstufen benötige ich etwa 15-17m LED-Stripe. Die leistungsschwächsten Stripes liegen bei ca. 9-10W/m, insgesamt kommt ich also auf 135 - 170W Leistung, dafür benötige ich dann also ein 200W-Netzteil! Für jedes der 3 Treppenhäuser!
Das ist - gemessen an der Größe des Treppenhauses - blanker Wahnsinn. Für die 5qm würden bei normaler Beleuchtung vermutlich jeweils 10W Leistung locker reichen. Mehr als 200W habe ich momentan vermutlich im gesamten Haus nicht verbaut.
Und wenn ich die Lichter so weit herabdimme, dass ich bei 10W Leistung ankomme (stimmt das überhaupt, oder wie viel Verlust hätte ich durch den Dimmaktor?) würde das Netzteil dauerhaft bei 5% Auslastung operieren, was auch alles andere als optimal ist.

Hat jemand von Euch Erfahrungen mit einer solchen Treppenbeleuchtung? Welche Stripes könnt Ihr empfehlen? Gibt es Stripes mit 1W/m oder ähnlich?

Vielen Dank und Grüße,
Dennis

[barontigger]

Ich habe das gleiche gesucht und auch nichts gefunden. Vor allem, weil ich noch schmale stripes gebraucht habe. Habe dann welche mit 6 Watt/m bestellt und 9W/m bekommen...

Ich werde sie im LED Controller in der Helligkeit begrenzen u das Netzteil auch nicht so auslegen, dass maximale Helligkeit möglich ist, weil das bei mir dann auch knapp 200W wären.

[Oli835]

Hey, ich habe das selbe Problem (obwohl ich es bisher gar nicht als Problem auf dem Schirm hatte).

Aber kann man nicht alle seine "muss nicht so hell sein"-Stripes an ein Netzteil hängen und über den Controller jeweils bei 10-20% der Maxleistung laufen lassen?

Also in deinem Fall bei 3 Treppenhäuser alle auf ein 200W Netzteil?
Wenn man alle voll aufdreht macht das natürlich schlapp aber da passiert ja sonst nichts oder? (bin kein elektriker)

mfg
Oli

[sebisevic]

Es gibt im Thread "LED Stripe Sammlung" welche von Yuled mit <5W/m (Warmweiß only), falls das in Frage kommt.

Habe mich nach langer Suche nach "nicht zu hellen" Stripes dazu entschieden, einfach kürzere Abschnitte je Stufe zu verbauen. (Installation steht allerdings noch aus)

[uzi10]

Die Led Strips mit hoher Leistung haben meist kleinere Pitch Abstände und ein gleichmässigeres Bild.
Hier bei mir. 70% bei Tag. 5% bei Nacht. 100% bei Taster als Putzlicht.
Handläufe sind indirekt direkt selbst gebaut aus einen Eichenstamm geschnitten, gehobelt, geschliffen, geölt

[Gast1961]

aus diesem Grund hätte ich gerne 24V-Stripes, damit die Kabellängen kein Problem darstellen.
(...)
Nun stolpere ich über die übertriebene Helligkeit der verfügbaren LED-Stripes

Die Berechnung für den Spannungsverlust auf der Leitung ist dazu gedacht, den Strip mit voller Spannung = voller Leistung zu versorgen.

Was passiert, wenn die Spannung am Strip reduziert wird, durch reduzierte Spannung am Netzteil oder durch den Widerstand der Zuleitung? Die Helligkeit sinkt. Wenn der Strip ohnehin mehr Leistung hat als benötigt, so wie hier, dann kann man ihn ohne Probleme mit weniger Spannung betreiben.

[Ucomania]

Es gibt im Thread "LED Stripe Sammlung" welche von Yuled mit <5W/m (Warmweiß only), falls das in Frage kommt.
Habe mich nach langer Suche nach "nicht zu hellen" Stripes dazu entschieden, einfach kürzere Abschnitte je Stufe zu verbauen. (Installation steht allerdings noch aus)

Danke, die schaue ich mir mal an. Dann wären es nur noch 100W.

Und Oli835 : Hm, nur ein Netzteil für alle drei macht mich auch nicht viel glücklicher. Wenn jemand daher kommt und alle drei gleichzeitig anstellt und den Dimmbereich in der ETS anders einstellt, zerschießt es das Netzteil immer noch. Ich denke, da könnte man auch gleich kleinere Netzteile nehmen und darauf hoffen, dass niemand niemals den Dimmbereich fatal verändert.

[Ucomania]

Was passiert, wenn die Spannung am Strip reduziert wird, durch reduzierte Spannung am Netzteil oder durch den Widerstand der Zuleitung? Die Helligkeit sinkt. Wenn der Strip ohnehin mehr Leistung hat als benötigt, so wie hier, dann kann man ihn ohne Probleme mit weniger Spannung betreiben.

Das würde mich überraschen. Nach meinem Verständnis arbeiten die LED Stripes nur in einem fixen Spannungsbereich, darüber gehen sie kaputt und darunter passiert gar nichts. Gedimmt wird durch Pulswellenmodulation, die Spannung bleibt also die gleiche, liegt aber z.B. mit einer Frequenz von 1kHz (bei MDT LED Controller) immer nur kurze Zeit an. Über die Spannung gedimmt wurden Glühlampen, die Elektronik bei LEDs erlaubt ein solches Dimmen nicht. (So weit mein Amateurverständnis, ich lasse mich gerne eines besseren belehren.)



Mal eine verwandte Frage ans Forum: Eine andere Idee von mir wäre es, nur ein 50W-Netzteil zu verwenden und dann über eine Sicherung sicherzustellen, dass nie mehr als z.B. 48W verbraucht werden. Wenn jemand den Dimmbereich falsch einstellen würde, würde dann nur die Sicherung herausfliegen und das Netzteil würde die Fehleinstellung überleben.
Die technische Frage dazu: Bei einer Pulswellenmodulation fließen ja über sehr kurze Zeiträume größere Ströme, oder? Würde die Sicherung daher auch in gedimmtem Betrieb herausfliegen?

Zur Erläuterung mal ein Beispiel. Angenommen, ich habe 12 Meter LED Stripe mit 10W/m, bei 24V Spannung. Bei vollem Betrieb zieht der Stripe 120W, also 5A. Nun wäre meine Idee, mit einer 2A-Sicherung sicherzustellen, dass der Stripe nur 48W ziehen kann. Allerdings sollten (nach meinem Verständnis) bei Pulswellenmodulation in sehr kurzen Zeiträumen auch in gedimmtem Zustand 5A Strom fließen - nur eben immer weniger als 1/1000 Sekunde lang (bei 1000Hz Frequenz). Fliegt mir dann die Sicherung in jedem Fall raus? Oder sind diese genügsam genug und mitteln den Strom über längere Zeiträume? Oder ist es gar sowieso totaler Unsinn eine pulswellen-modulierte Gleichspannung über eine Sicherung abzusichern?

Danke & Grüße,
Dennis

[Ucomania]

Die Led Strips mit hoher Leistung haben meist kleinere Pitch Abstände und ein gleichmässigeres Bild.
Hier bei mir. 70% bei Tag. 5% bei Nacht. 100% bei Taster als Putzlicht.
Handläufe sind indirekt direkt selbst gebaut aus einen Eichenstamm geschnitten, gehobelt, geschliffen, geölt

Danke für die Bilder. Im Handlauf finde ich es auch nicht schlecht, mal schauen was die Regierung sagt. Hängt auch sehr vom Handlauf ab.
Bisher war das Arbeitsziel eine Treppenstufenbeleuchtung. Dabei kommen insgesamt nochmal deutlich mehr Meter zusammen - wenigstens das Doppelte.

[Gast1961]

Das würde mich überraschen.

Dein Wissen über die PWM = Schaltbetrieb ist nicht falsch, aber du übersiehst die "analoge" Komponente.

Als Elektronik-Ing sehe ich beides und habe auch die Kennlinien unterschiedlicher 24V Leuchtmitteln vermessen. Es gibt einen Bereich von einigen Volt, wo die LED dunkler wird weil der Strom sinkt und diese kann man durchaus nutzen. Derartiges analoge Dimmen von LED durch Stromreduktion ist auch gängige Praxis, wo man PWM-Flicker vermeiden möchte und keine ganz niedrigen Dimmwerte benötigt. Die neuen Treiber mit Hybrid-Dimmung kombinieren beide Methoden, also Stromreduktion bis 25% oder so und darunter PWM.

Also wie gesagt, reduzierte Betriebsspannung wäre eine einfache und elegante Lösung deines "zu viel Leistung" Problems. Aber egal, ich will niemanden in seinem Glauben erschüttern. Mach was du willst. Mir vergeht gerade etwas die Lust, hier helfen zu wollen.

[Ucomania]

Gast1961
Ah, ok - dann habe ich Deinen ersten Beitrag falsch verstanden. Ich hätte nicht gedacht, dass man in einem kleinen Spannungsbereich erstens eine Helligkeitsänderung (einstellbar und reproduzierbar) bewirken kann und man zweitens dadurch auch tatsächlich Leistung spart - hätte auch sein können, dass nur die Lichtausbeute sinkt, nicht der Strom.

Nur wie man das dann umsetzt ist mir nicht so klar. Einfach ein einstellbares Netzteil nehmen, welches auch eine Spannung von 23V liefern kann und diese Spannung dann über den LED Controller mittels PWM flexibel dimmen? Kann ich dadurch die maximale Leistung eines 200W-Stripe auf z.B. 50W begrenzen?

Aber egal, ich will niemanden in seinem Glauben erschüttern. Mach was du willst. Mir vergeht gerade etwas die Lust, hier helfen zu wollen.

Das ist schade und ich entschuldige mich dafür, falls ich in meiner Antwort unfreundlich oder neunmalklug geklungen habe. Ich bin davon ausgegangen, dass Dein Vorschlag war, im Spannungsbereich 0-24V zu dimmen - danke für die Belehrung. (Zu meiner Verteidigung: Immerhin habe ich darauf verwiesen, dass ich mich in meinem Amateurverständnis gerne belehren lasse. Das meinte ich durchaus ernst.)

[Oli835]

Geht ein Netzteil kaputt wenn das Gerät dahinter zu viel Energie ziehen will?
Ich - wie gesagt nicht elektriker - dachte bisher dass es nur andersrum passiert- also das Endgerät kaputt geht wenn das Netzteil zu viel "leistung" reinpumpt.

[Ucomania]

Geht ein Netzteil kaputt wenn das Gerät dahinter zu viel Energie ziehen will?
Ich - wie gesagt nicht elektriker - dachte bisher dass es nur andersrum passiert- also das Endgerät kaputt geht wenn das Netzteil zu viel "leistung" reinpumpt.

Auch hier mit Laienvorbehalt, mein Verständnis: Es ist wichtig, Leistung, Stromstärke und Spannung zu unterscheiden.
Ein Netzteil mit zu hoher Spannung kann Dir Dein Endgerät zerschießen. Eines mit korrekter Spannung aber höher dimensionierter Leistung also auch Stromstärke (Leistung = Spannung * Stromstärke) funktioniert prima.
Möchte ein Gerät mehr Strom (=> höhrere Stromstärke) aus einem Netzgerät ziehen, als dieses hergibt, geht das Gerät im besten Fall aus. Im schlechtesten Fall wird das Netzteil überlastet und macht die Biege. Ich würde mal befürchten, dass es auch durchbrennen könnte (?).

Das korrekte Setup lautet also allgemein: Spannung Endgerät und Netzteil müssen gleich sein, Stromstärke des Netzteils höher (20% Leistungsreserve) als der angegebene Verbrauch des Endgeräts.

[Gast1961]

hätte auch sein können, dass nur die Lichtausbeute sinkt, nicht der Strom.

Das hängt schon zusammen über die Diodenkennline (Strom abhängig von der Spannung) und die Effizienz (Lumen pro Watt). Weniger Spannung => weniger Strom => weniger Leistung P=U*I und weniger Helligkeit.

Nur wie man das dann umsetzt ist mir nicht so klar. Einfach ein einstellbares Netzteil nehmen, welches auch eine Spannung von 23V liefern kann und diese Spannung dann über den LED Controller mittels PWM flexibel dimmen?

Genau, man kann die Leistung reduzieren wenn das Netzteil nicht mit 24V betrieben wird sondern mit geringerer Spannung. Und natürlich darf hier auch der Leitungswiderstand dazu beitragen, daß der Strip nicht die volle Spannung bekommt. Die geringere Spannung ist hier ausnahmsweise erwünscht, weil man die volle Leistung gar nicht benötigt.

Über die Spannung am Netzteil kann man die (maximale) Leistungsaufnahme steuern, und dann per PWM noch weiter runterdimmen. Hier beispielhaft die Kennlinie, die ich an einem 24V-Strip gemessen habe bei unterschiedlicher Betriebsspannung. Der Strip leuchtet auch schon bei 15V, mit entsprechend weniger Leistung. Hier beim getesteten Strip sind das 11% der Nennleistung bei 15V am Strip.

kennlinie strip.png

Der gemessene Strip hat etwa 6,5W/m und die Kennlinie ist bei anderen Strips natürlich nicht genau identisch, aber es gibt hoffentlich ein Gefühl für das Thema.

Geht ein Netzteil kaputt wenn das Gerät dahinter zu viel Energie ziehen will?

Die meisten der Meanwell HLG würde bei Überstrom die Spannung reduzieren, wodurch wiederum auch der Strom sinkt und die Leistungsaufnahme der Last begrenzt wird. Es gibt aber einige Ausnahmen, z.B. die ganz dicken Varianten mit hoher Leistung, die haben diese Sicherheitsfunktion nicht. Die Kennlinien findet man im Datenblatt.

[Ucomania]

Gast1961 Vielen Dank für die Kennlinie, das ist sehr hilfreich!

Ist die Lichtausbeute bei 15V Spannung denn auch in etwa 11% der maximalen Ausbeute?

Die meisten Netzteile lassen sich nur bis 22V herunterregeln, für meine Anwendung schätze ich mal, dass 18V genügen würden. Im Prinzip müsste ich die Spannung doch durch einfache Reihenschaltung mit einem Widerstand anpassen können, oder? Auch wenn dabei die Wahl des korrekten Widerstandes etwas fummelig werden könnte, da sich das LED-Band nicht wie ein ohmscher Widerstand verhält und ich den Spannungsabfall nur schlecht im Voraus errechnen kann.

Ich würde anhand der Kennlinie oben mal schätzen, dass ich mit einem 65 Ohm Widerstand in Reihe zu dem 77cm-Stück und einer 24V Spannung in etwa 18V Spannungsabfall am LED Band haben sollte, oder?
Rechnung: Innenwiderstand des Bandes bei 18V: 198 Ohm, plus 65 Ohm Extra-Widerstand macht 263 Ohm. Bei 24V und 263 Ohm Gesamtwiderstand sollten etwa 91mA fließen, das passt mit der Kennlinie. Gesamtverbrauch wären dann etwa 2,2W.
Kann man das so rechnen oder mache ich totalen Unfug?

Danke im Voraus und Grüße,
Dennis