LED-Lichtleiste Aquarium (12 V, 45 W, 3 Pins) mit PWM ansteuern über KNX

[MoseP]

Hallo zusammen,
Danke für Eure zahlreichen Rückmeldungen. Auf die Aspekte von Pflanzen und von alten Leuchtstoffröhren gehe ich nicht weiter ein. Für meinen Fall: Malawisee, keine höheren Pflanzen, die Fische leben in Felszonen in Tiefen zwischen 0,5 und 20 m Tiefe - allein die Spannbreite zeigt, dass Lichtintensitäten und -farben "alles" sein können. Die für das Aquarium ausgewählte Lichtfarbe 12'000 K und mehr blaues Spektrum hat nur den Zweck, dass die Farbe der Fische schön leuchtet. Kein Vodoo, sondern ganz profan "hübsch".

Vermutlich haben die pro LED oder gebündelt mit mehreren einen Schalttransistor, der innerhalb der Lichtleiste verbaut ist, und über die 500mV (oder einem definierten aufgeprägten Strom, der da getrieben wird und die resultierende Spannung daraus 500mV beträgt - also Vorsicht!) seine Ansteuerung zum Durchschalten bezieht.

Ich hatte bisher vermutet, dass in der LED-Leiste "vorne" noch ein eigener Treiber drin sitzt, der die 45 LEDs ansteuert. Ich habe mir die vergossene Leiste nochmal angesehen, die LEDs sind immer in 3er-Gruppen mit einer kleinen Elektronik verbaut, siehe Foto.
LED-Bar.jpg

Man könnte eventuell die Ansteuerung dieser Ader als Gleichspannung (oder -strom, je nachdem, wie oben beschrieben) aufprägen und gucken, ob die Transistoren durchgeschaltet sind und die Leuchte mit ihren 45 Watt leuchtet.
Wenn das funktioniert, könnte die 12V-Seite ggf. mit einem PWM-Controller zerhackt werden und damit über KNX zu steuern sein. Dann müsste nur von dem speisenden Netzteil irgendwie die Spannung oder der Strom zur dauerhaften Durchschaltung der Transistoren abgezweigt werden.

Bei 100% liegt kein Signal an. Also ja, "Vollgas" und Aus kann ich auch ohne Steuerung realisieren. Ein Pingpong mit Perplexity über die Frequenzbilder und die aktuelle Ansteuerung lassen mich aber vermuten, dass ein einfaches PWM-Zerhacken auf der +/- nicht funktioniert.

Oder du popelst den bestehenden LED-Stripe aus dem Profil, klebst einen ganz normalen da ein und steuerst den über jeden normalen KNX-LED-Dimmaktor…

Das möchte ich angesichts des bezahlten Preises der Leuchte erstmal vermeiden... und sie funktioniert ja auch, nur eben nicht gekoppelt mit dem Haus.

Deshalb habe ich mir eine andere Konstruktion für den Ersatz des LED-Controllers überlegt:

• LED-Leiste "rot" und "schwarz" direkt an das Netzteil (im Oszilloskop hat man gesehen, dass sich dort nichts tut, da liegen immer die 12 V des Netzteils an).
• LED-Leiste "gelb" PWM mit einem ESP8266 erzeugen, der 1 stabilen PWM-Kanal bis 1 kHz hat und dort mit 3.3 V einen ausreichenden Pegel ausgibt.
  • Stromversorgung des ESP8266 über das gleiche Netzteil mit einem Step-Down-Modul, dadurch gemeinsame Masse "schwarz".
  • (Derzeit ausgewählte Hardware: "ESP8266 NodeMCU V3 kompatibles Development Board" + "ESP8266 NodeMCU V3 Base Board ProtoShield mit Spannungsregler")
  • Einbindung des ESP8266 in das dort sehr stabile WLAN (dort kein LAN-Kabel, nur KNX - für den ESP hatte ich keine KNX-Einbindung gefunden)
  • Andere Varianten wie Raspberry Pi waren mir zu energieintensiv, um nur 5 Mal täglich die PWM-Frequenz zu ändern. Arduinos und RPi Pico brauchen für die Kommunikation wiederum Zusatzmodule.
• Einfaches Skript auf dem ESP8266 für Schalten des PWM-Ausgangs in Abhängigkeit von empfangen Befehlen
• Steuerung der Lichtintensitäten über MQTT oder HTTP
• Befehle MQTT oder HTTP schickt meine Visu auf dem Timberwolf-Server

Damit ist es zwar leider nicht mehr "direkt KNX", aber in meine Hausautomation eingebunden. Was denkt Ihr?

[tsb2001]

Damit ist es zwar leider nicht mehr "direkt KNX", aber in meine Hausautomation eingebunden. Was denkt Ihr?

Ist aber mit Kanonen auf Spatzen (oder Fische?) geschossen, oder?
Und KNX ist da auch nichts mehr…

Anderer Ansatz als Idee:
Es gibt doch kleine Schaltungen, die ein analoges Signal von 0-10V in PWM wandeln.
Was wäre denn, wenn du alternativ auf den ganzen ESP-Kram verzichtest, einen 0-10V-PWM-Konverter benutzt, die PWM auf den Ausgang für die LED-Leiste „Gelb“ verdrahtest (Spannung/Strom angepasst auf das, was jetzt aus dem Controller kommt) baust?

Die Ansteuerung dazu könnte dann unmittelbar durch einen KNX-Analogausgang bereitgestellt werden.
Dann brauchst du nur je nach gewünschtem Lichtoutput ein Dimmtelegramm zum Analogaktor senden.

[MoseP]

Wenn es noch einfacher geht, gerne!

Es gibt doch kleine Schaltungen, die ein analoges Signal von 0-10V in PWM wandeln.

Klingt gut, hast Du da ein Beispiel für mich?

Und als KNX-Aktor zum Beispiel den MDT AIO-0210V.01?

[tsb2001]

Klingt gut, hast Du da ein Beispiel für mich?

Sowas hier z.B.: https://www.ebay.de/itm/306466607353...tion=view_item

Kann zwar nur 0-5V, aber mit 2 Widerständen als Teiler kann man bequem 0-10V anschließen.
Dann mit einem AIO verbinden.

[concept]

ich habe den Controller mit einem Oszilloskop gemessen, aber ohne Last (Leuchte)

Du solltest natürlich mit angeschlossener Leuchte messen! Denke, da kommt was anderes heraus.

Ausserdem ist die Frequenz je nach Dimmwert unterschiedlich

Nöö, ist sie nicht. Du misst ja Pulsweite (bzw Auszeit) und nicht die Frequenz mit Deinen Markern Die Frequenz beträgt (bescheidene) ca 280Hz.

Wie könnte ich das passend mit einem KNX-Controller umsetzen?

Na, messen wir doch erst mal vernünftig, dann kommen wir sicher weiter

[Beleuchtfix]

Ganz davon abgesehen das man, wenn man sich mit Aquaristik beschäftigt und das richtig Hardcore betreibt da wirklich mit angepassten Farbspektren arbeiten will/muß. Da ist einfach nur "Licht" ein NO-GO...

Ich würde mal eine repräsentative Umfrage bei den Bewohnern machen, welches Licht sie am liebsten hätten.
Gruß Florian

[MoseP]

Na, messen wir doch erst mal vernünftig, dann kommen wir sicher weiter

Unter Last gemessen ergeben sich folgende Bilder bei 10/30/50/70/90 Prozent Helligkeit:
scope_21.png scope_23.png scope_25.png scope_27.png scope_29.png

[concept]

Das sieht doch richtig vernünftig aus! Saubere 5V-Pegel und auch die Frequenz ist richtig gemessen und konstant bei 280Hz. Möchtest Du das Ding an einen KNX- oder an einen DALI-Dimmer anschliessen?

[MoseP]

KNX wäre perfekt. Am Einsatzort gibt es 230 V und das grüne Kabel.

[tsb2001]

Dann nimm doch einfach zur Ansteuerung ein 5V-Netzteil für die PWM-Versorgung und den Enertex Dimmer https://www.enertex.de/d-katalog-dimmer2-dk.html
Kann 5-48VDC und 200-1200 Hz PWM.

Oder generierst die PWM-Versorgungsspannung aus nem Step-down-Wandler aus dem vorhandenen Netzteil.

[concept]

KNX wäre perfekt. Am Einsatzort gibt es 230 V und das grüne Kabel.

Das einfachste wäre, mit einem KNX-Dimmer die 12V-Stripes direkt anzusteuern, also ohne den wohl in der Leuchte eingebauten Treiber. Kannst Du da reinschauen und kommst da an die Stripes oder ist das Zeug vergossen?

Ansonsten, wenn Du die Leuchte selber unverändert lassen willst, musst Du etwas basteln, weil das Signal vom KNX-Dimmer invertiert werden muss. Ich kann Dir das aufskizzieren...

[MoseP]

Die Lichtleiste ist vergossen, ich muss die Leuchte unverändert lassen.
tsb2001 Ich habe nur drei Anschlüsse: +12V, GND, PWM 5V. Ein separates Netzteil für die 5 Volt schliesst sich damit aus, oder?
concept Wie meinst Du, das PWM-Signal muss invertiert werden? Eine Skizze wäre grossartig.

[concept]

Wie meinst Du, das PWM-Signal muss invertiert werden? Eine Skizze wäre grossartig.

Okay...

IMG_1.jpg

Alle mir bekannten PWM-Dimmer haten einen Ausgangstransistor gegen GND. Wenn die LED angesteuert werden soll, schaltet der Transistor gegen GND, die Ausgangsspannung geht also gegen 0V und es fliesst ein Strom durch die LED. Soweit klar?

IMG_2.jpg

Jetzt musst Du die Ausgangsspannung invertieren und auf 5V-Pegel anpassen, um Deine Leuchte ansteuern zu können. Mit einem kleinen PNP-Transistor und 4 Widerständen ist das machbar. Also Cent-Bauteile...

Wenn der LED-Dimmer im Schaltschrank ist, würde ich die 5 Bauteile auf einer kleinen Lochraster-Platine aufbauen und das Ganze in ein 1TE REG-Leergehäuse einbauen. Es gibt so REG-Gehäuse mit passenden Lochraster-Platinen. Dann ist das Zeug sauber versorgt und Du kannst verkabeln wie gewohnt.

Wenn Vout auf Null geht, wird der PNP-Transistor leitend, an seinem Emitter sind dann rund +12V. Der Spannungsteiler bewirkt, dass an Vin dann etwa +5V anliegen.

Ein extra 5V-Netzgertät brauchst da auch nicht. Wünsche gutes gelingen!

[concept]

Das wäre so ein Bespiel für ein REG Gehäuse. Kannst eine beliebige Schaltung (bzw Lochrasterplatine) reinbasteln

Link dort auf Datenblatt klicken

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