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Projekt Hausbeleuchtung

 
26.10.2019 - 15.1.2020
38 Beiträge | 9 Autoren
Nachdem es im Forum momentan ein bisschen ruhiger ist, habe ich mir gedacht ich stelle meine Innenraumbeleuchtung vor. Vielleicht hat ja wer von euch noch Anregungen oder kann etwas für sich mitnehmen.

Begonnen hat die Planung der Beleuchtung mit dem Studium von einschlägiger Literatur. In diesem Fall mit "Beleuchtungstechnik: Grundlagen" von Baer, Seifert, Barfuß und "Beleuchtungstechnik für Praktiker: Grundlagen, Lampen, Leuchten, Planung, Messung" von Ris. Mit der Software Relux wurden in weiterer Folge die Berechnungen durchgeführt. Für das EG ergeben sich daraus 37 und für das OG 46 Downlights mit 1200 Lumen.

Als nächstes wurden HALOX 180 Dosen von Kaiser in die Betondecke gesetzt.


Projekt Hausbeleuchtung
Dabei wurden die Dosen zu Kreisen zusammengefasst. Pro Kreis wurde eine Dose mit einem Tunnel für den Treiber ausgestattet. Diese Dose wurde auch gleich mit 1 x Cat7 für den Bus und 1 x 7x1,5 mm² für die Kleinspannung vorverkabelt. Zu diesem Zeitpunkt fiel auch schon die Entscheidung für den DMX-Bus statt DALI. Dieser erschien mir Kostengünstiger, da ich alle Led's mit nur einem Kontroller einzeln ansteuern konnte und der Bus schnell aber auch sehr primitiv ist (wodurch ich mir notfalls einen eigenen Treiber bauen kann).

In den letzten Wochen habe ich mich dann auf die Suche nach entsprechenden Led's gemacht. Geworden sind es die LMH2 von CREE mit 1250 Lumen, Farbtemperatur ist derzeit noch offen.
Diese gibt es um €27 (exkl. 97lm/W) bzw. € 35 (exkl. 125lm/W LMH2+). Hinzu kommt bei mir noch ein Reflektor € 7 und ein Kühlkörper (wobei der Originale von CREE mangels Tiefe der HALOX nicht passt). Hier mal ein Bild mit unterschiedlichen Farbtemperaturen und Reflektoren.


Projekt Hausbeleuchtung

Momentan bin ich am Treiber dran. Zuerst wollte ich einen Treiber von eldoled verwenden, diese sind leider sehr teuer und bieten nur vier Ausgänge. Daher habe ich mir einen 12-Kanal DMX-Treiber bei Amazon besorgt ( https://www.amazon.de/gp/product/B0111QLSFW/ref=as_li_qf_sp_asin_tl?ie=UTF8&tag=wwwenergiespa-21&linkCode=as2&camp=1638&creative=6742&creativeASIN=B0030BEM0K ).Diesen Treiber gibt mit unterschiedliche Kanalanzahl (bis 12). Der Treiber hat einen PAM2861 als Konstantstromquelle verbaut und ist über die Änderung des Shunts an den geforderten Strom anpassbar (bei mir 440 bzw. 450 mA). Der PAM2861 kann in der Helligkeit über PWM oder über eine Steuerspannung angepasst werden. Wie der o.a. Treiber das löst muss ich jedoch erst nachmessen (Stichwort Flicker Free). Mir fehlt leider noch ein DMX-Mischpult zum Testen, dieses muss ich mir erst ausborgen.

Fortsetzung folgt.

 
27.10.2019 4:51
Meine Tipps wären wie folgt, wahrscheinlich machst Du das ohnehin so:

- LEDs mit 2700K und CRI>=95. Sieht einfach am angenehmsten aus, hoher CRI kommt am nächsten zum Halogenlicht.
- vorher Spezifikation der Dimmer/Netzteile prüfen um möglichst großen Dimmbereich zu haben. Meine Installation muss gerade geändert werden, weil nicht besonders weit herunter gedimmt werden kann. Netzteile nicht überdimensionieren.
- Spannungsverluste bei Kabellängen beachten.

Bin auf Deinen Fortschritt gespannt, scheint ein anspruchsvolles Projekt zu sein.

Hast Du vor die Ergebnisse messtechnisch zu überprüfen ? Werde mir vermutlich noch einen Lumu Lichtmesser besorgen.
27.10.2019 8:13
Meine "Lichtplanung" war dagegen sehr primitiv: ich habe bei den meisten Räumen im Plan einfach mit dem Lineal die Mitte eingezeichnet und dorthin in die Decke eine Leitung gelegt. Für die Kinderzimmer, Schlafzimmer, Esstisch und Terrasse habe ich im Verteilerkasten Tastdimmer verschaltet und dann handelsübliche Lampen mit E27/E14 Gewinde gekauft. Teils auch LED Paneele mit fixem Leuchtmittel.
Bin mit der Beleuchtung im Haus sehr zufrieden bzw ich bin noch nie auf den Gedanken gekommen, dass irgend ein Raum schlecht beleuchtet wäre.
MfG
Sektionschef
27.10.2019 9:57


Brombaer schrieb: - LEDs mit 2700K und CRI>=95. Sieht einfach am angenehmsten aus, hoher CRI kommt am nächsten zum Halogenlicht.

Ich denke die Farbtemperaturen werden unterschiedlich sein. Im oberen Bild sind sie es 2700, 3000 und 3500 Kelvin. Wobei die 2700 (Sunset Dimmung) würden sich  bis 1800 Kelvin regeln lassen. Die LEDs sind alle CRI>=90, eine Variante gibt's auch mit CRI>=95, die ist mir mit 3000 Lumen zu hell.

https://www.cree.com/led-components/media/documents/LEDModules_LMH2.pdf


Brombaer schrieb: - vorher Spezifikation der Dimmer/Netzteile prüfen um möglichst großen Dimmbereich zu haben. Meine Installation muss gerade geändert werden, weil nicht besonders weit herunter gedimmt werden kann. Netzteile nicht überdimensionieren.[

 Der Treiber wird von mir noch geprüft. Die Konstantstromquelle hat einen Dimmbereich von 12%-100% und über PWM von 1%-100%.
https://www.diodes.com/assets/Datasheets/PAM2861.pdf


 


Brombaer schrieb: Netzteile nicht überdimensionieren.
- Spannungsverluste bei Kabellängen beachten

Durch die Verwendung von Konstantstrom LEDs (CC-LED) statt der Konstantspannungs LEDs (CV-LED) sind die Spannungsverluste unerheblich, die LEDs bekommen von der Konstantstromquelle immer die geforderten 440 mA. Netzteil wird es für das ganze Haus daher nur eines, höchstens ein zweites als Redundanz geben.   


27.10.2019 10:21


Brombaer schrieb: Hast Du vor die Ergebnisse messtechnisch zu überprüfen ? Werde mir vermutlich noch einen Lumu Lichtmesser besorgen.

Hatte ich eigentlich nicht vor, aber warum eigentlich nicht.


Sektionschef schrieb: Meine "Lichtplanung" war dagegen sehr primitiv: ich habe bei den meisten Räumen im Plan einfach mit dem Lineal die Mitte eingezeichnet und dorthin in die Decke eine Leitung gelegt. Für die Kinderzimmer, Schlafzimmer, Esstisch und Terrasse habe ich im Verteilerkasten Tastdimmer verschaltet und dann handelsübliche Lampen mit E27/E14 Gewinde gekauft. Teils auch LED Paneele mit fixem Leuchtmittel.

Ich wollte die Lichtsteuerung mittels Bus haben um jede Led einzeln ansteuern zu können. Aufgrund der Sternverkabelung könnte ich aber auch ohne Bus arbeiten, kann hier jedoch dann nur mehr die Gruppen schalten.

Mit Bus und handelsübliche Lampen wird es halt mit den Treibern kompliziert und vermutlich auch recht teuer. Auch habe ich bei mir in der jetzigen Wohnung mit den MR16 Leds bezüglich Lebensdauer und Flackern schlechte Erfahrungen gemacht, vielleicht sind hier aber die E27/E14 LEDs besser.
27.10.2019 11:16
ich hab Osram Oti Dali Treiber, die sind aufgrund Amplitudenmodulation flickerfree und Osram Coin Leds und Soora MR16 Engines in Einsatz! Top Licht! reicht aus! so 36 Spots für UG EG OG! auf den Gängen, WZ, Küche und Bad, WC!
Die Treiber gehen auch auf 1% flickerfree...
Die Osram haben 900 lumen, die Soora sind nicht so effektiv du GaIN Technology und haben nur so 680lm.. reicht alles mal, weil die Gänge mit den Osram sind nur gedimmt, weil zu hell für Wohnräume
27.10.2019 16:06
Die Osram Coin Leds als MR16 sind mir optisch zu klein (vielleicht gibt es aber entsprechende Reflektoren um eine größer Optik zu erhalten). Die Osram Coin Leds R111 sind da schon eher meine Sache. https://www.osram.com/ds/installer/ds_installer_coin_kits.jsp?mkt=/coinkit/ Preislich halt in ähnlichen Regionen wie die CREE.


uzi10 schrieb: ich hab Osram Oti Dali Treiber, die sind aufgrund Amplitudenmodulation flickerfree

Ich glaube eher das die Amplitude der Konstantstromquelle angepasst wird, könntest du den Treiberausgang mit einem Scope vermessen?
27.10.2019 16:21
Ja es wird auch die Spannungsamplitude verändert. Nix mit PWM was im niedrigen Bereich flickert. Auf Cams flickert nix...
Ja klar kannst du auch grössere Downlights oder Spots nehmen aber das geht ins Geld.
31.10.2019 15:54
Schön das sich wenigstens ein paar Leute um anständiges Licht Gedanken machen, ich sehe leider im Neubau viel zu oft Lampen aus den Baumarkt

Ich dimme bei mir Zentral im Schaltschrank über 24v PWM, da flackert mit Eloled Treibern auch nichts 

Hab auch in allen Wohnräumen turnable white, aber momentan noch ohne Tagesverlauf

Verwende auch DMX aber Dezentral würde ich Dali bevorzugen, bei dali gibt's mit z. B. den Lunatone Dimmern sehr gute Treiber die auch günstig sind 
31.10.2019 18:17
Mit durchdachter Beleuchtung kannst Du aus einem durchschnittlichen Haus eine sehr behagliche Bude machen.
Mit mieser Beleuchtung wirkt das tollste Haus nur unbehaglich.
1.11.2019 0:27
DMX läuft jetzt mal mit dem Treiber von Amzon und blinkt sich einen weg mit "Metallica - Nothing Else Matters mit dem San Francisco Symphony Orchestra" und den Cree LED's. Wird eine geile Sache wenn die Leuchten dann mit den RGB Strips in der ganze Bude im Bass schwingen. Leider kann man hier keine Videos reinstellen. Meine Wohnung blinkt derzeit wie ein Raumschiff . Das DMX so gut funktioniert hätte ich aber nicht gedacht.

Treiber ist derzeit mal flickerfree, meine Frau ist da aber viel empfindlicher also auch den WAF testen. Nächste Woche wird er dann vermessen. Ein paar Adaptierungen werde ich aber noch vornehmen, wie zusätzlicher Keramik-Kondensator verbauen und Konstantstrom auf die 440 mA hochtreiben.
6.11.2019 20:02
Die ersten Halox-Dosen wurden am WE ausgebohrt. Meine Erkenntnis daraus, am besten vor dem Spachteln ausbohren. Ausgebrochen ist zwar nichts, aber der Spachtler hat bei den Dosen nicht so sauber gearbeitet wie erhofft.


Projekt Hausbeleuchtung


Projekt Hausbeleuchtung
19.12.2019 21:31
Wie angekündigt habe ich den DMX-Treiber von Amazon (Chinaware) vermessen. Das Ergebnis war ernüchternd. Der PAM2861 verträgt zwar eine PWM von 500 Hz, wurde aber mit 220 Hz vom Microcontroller angesteuert.


Projekt Hausbeleuchtung
Mit Kondensator lässt sich das Verhalten noch verbessern, aber aufgrund der geringen Frequenz müssen die Werte dann schon relativ hoch werden. Der Dimmbereich war mit dieser Schaltung von 3 % bis 100 % möglich. Geflackert hat zwar nichts, aber ich bin auch relativ unenpfindlich.

Mein nächster Versuch war der Led-Treiber ILD8150 von Infineon. https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-Datasheet_ILD8150_V1.0-DS-v01_00-EN.pdf
Der Treiber wurde erst mitte 2019 herausgebracht und hat einige tolle Eigenschaften. Spannungsbereich bis 80 Volt, Konstantstrom bis 1,5 Ampere und einen Ausgang der die PWM unabhängig vom PWM-Signal am Eingang steuert. Nennt Infineon dann Hybrid-Dimming. Das bedeutet von 12,5% bis 100% wird nur der Konstantstrom verändert (kein PWM) und unter 12,5% wird eine PWM-Frequenz von ca. 3,4 kHz verwendet. Problem war nur, ich habe keinen DMX-Treiber gefunden wo dieser verbaut wäre, also selber bauen. Mit einem Arduino und RS-485 Wandler geht das relativ leicht, entsprechender Sourcecode ist im Internet verfügbar.

Und hier das Ergebnis:


Projekt Hausbeleuchtung
Dimmer auf 12% (PWM mit 3,4 kHz, angesteuert vom Arduino mit einer PWM von 500 Hz).


Projekt Hausbeleuchtung
Dimmer auf 13% (keine PWM)


Projekt Hausbeleuchtung
Dimmer auf 50%


Projekt Hausbeleuchtung
Dimmer auf 100%

Jetzt muss ich das Ganze noch massentauglich machen und alles auf eine Print verfrachten. Nachdem der Arduino 7 PWM-Ausgänge hat, wirds dann ein DMX-Treiber mit sieben Ausgängen. Vielleicht fällt mir für die AD-Wandler auch noch was ein, wie direkte Dimmschaltereingänge, Temperatur oder Helligkeitssensoren.

Die Kühler aus Polen für die LEDs sind gestern auch eingetroffen, schön langsam ist ein Ende in Sicht. Die Farbtemperatur der LED ist leider noch offen.
20.12.2019 8:37
Hallo,

cooles Projekt!


berhan schrieb: Die Farbtemperatur der LED ist leider noch offen.


Wir betreiben in den Wohnräumen unsere I2C-Eigenbaulampen mit 2700K-LEDs und sind damit nach 11 Monaten immer noch sehr zufrieden. Im Keller habe ich 3000 und in der Garage 6500. Sämtliche Arbeitsbeleuchtungen (noch nicht realisiert) sollen optional (meine Platinen lassen Doppelbestückung zu, so dass man dann alternativ oder gemischt ansteuern kann) 5700K bekommen.

Viele Grüße,

Jan
24.12.2019 8:26
Du hast dir einen DMX Treiber von Amazon besorgt. Wie funktioniert dies mit dem Konstantstrombetrieb. Hat dieser einen Step-Up Converter drinnen, um z.B. aus 24 V die 36 V zu erzeugen? Oder ist man mit der Versorgungsspannung limitiert?
24.12.2019 13:47
 


Everest schrieb: Du hast dir einen DMX Treiber von Amazon besorgt. Wie funktioniert dies mit dem Konstantstrombetrieb. Hat dieser einen Step-Up Converter drinnen, um z.B. aus 24 V die 36 V zu erzeugen? Oder ist man mit der Versorgungsspannung limitiert?


Nein, der DMX-Treiber von Amazon verwendet einen Step-Down Converter mit einem PAM2861 ( https://www.diodes.com/assets/Datasheets/PAM2861.pdf ), Eingangsspannung 5-36 Volt. Werde jedoch den ILD8150 ( https://www.infineon.com/cms/en/product/power/lighting-ics/dc-dc-led-driver-ic/ild8150/ ) für mein Projekt verwenden (ebenfalls Step-Down), Eingangsspannung 8-80 Volt. In beiden Fällen wird der Konstantstrom über einen Shuntwiderstand eingestellt. In der Schaltung von Amazon ist die Schaltung für einen Konstantstrom von 350 mA und 700 mA bestückt. Kann aber, Lötkolben vorausgesetzt, relativ leicht getauscht werden.

Einen DMX-Treiber für 24 Volt Konstantspannung habe ich hier auch liegen ( https://www.amazon.de/gp/product/B01CCBG1SO//ref=as_li_qf_sp_asin_tl?ie=UTF8&tag=wwwenergiespa-21&linkCode=as2&camp=1638&creative=6742&creativeASIN=B0030BEM0K ). Wurde aber von mir noch nicht getestet. Habe das Ding für dich mal aufgeschraubt, als Prozessor ist ein  NuMicro M0518 ( https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/Nuvoton-Tech-M0518LC2AE_C80581.pdf ) mit sehr schnellen PWM-Ausgängen verbaut. Dieser steuerat dann direkt einen HY1603 ( https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/HuaYi-Microelectronics-HY1603P_C180375.pdf ) MOSFET an. Werde diesen für dich in der Urlaubszeit mal vermessen.
2.1.2020 13:13
Vielen Dank! 
Das klingt sehr intressant. 
Könnte ich eigentlich auch dann 12 V (GU5.3) Spots verwenden und mit Konstantstrom betreiben? Dann wäre der Spannungsabfall in den Zuleitungen nicht so tragisch. Vorausgesetzt es passt die Stromaufnahme der Lampe (z.B. 350 mA oder 700 mA). 
5.1.2020 0:38
@Everest der DMX-Konstantspannungstreiber von Amazon hat eine PWM Frequenz von 500 Hz (siehe Bild) 


Projekt Hausbeleuchtung


Everest schrieb: Könnte ich eigentlich auch dann 12 V (GU5.3) Spots verwenden und mit Konstantstrom betreiben? Dann wäre der Spannungsabfall in den Zuleitungen nicht so tragisch.

Muss icht testen, ich vermute aber das diese LEDs wiederum einen Konstantstromtreiber verbaut haben. Bei entsprechendem Querschnitt und kurzen Leitungslängen wird ein Helligkeitsunterschied bei CV-Betrieb vermutlich nicht wahrnehmbar sein (Bei 1,5 mm² Zuleitung und einer Leitungslänge von 2x10 Meter ergibt sich ein Widerstand von 0,24 Ohm. Bei GU5.3 Spots wird die Stromaufnahme bei höchstens 0,5 A liegen, wodurch der Spannungsabfall bei ca. 1% liegt).


Everest schrieb: Vorausgesetzt es passt die Stromaufnahme der Lampe (z.B. 350 mA oder 700 mA). 

Den Strom kannst du durch Verwendung eines anderen Widerstandes anpassen, Lötkenntnisse vorausgesetzt.
5.1.2020 9:54
Welchen Abstahlwinkel haben deine Spots? Ist ein größerer Abstrahlwinkel immer besser für z.B. die Flur Beleuchtung?
6.1.2020 1:37
Bei den LMH2 gibt es zwei unterschiedliche Spots mit ca. 83° - 92° und 108° - 110°. Mit den unterschiedlichen Reflektoren sind dann 24° - 74° möglich. Genaueres ist unter https://www.cree.com/led-components/products/led-accessories-reflectors/4-6-8-circular-reflector-semi-specular-finish Dokumentation ersichtlich.
 


Everest schrieb: Ist ein größerer Abstrahlwinkel immer besser für z.B. die Flur Beleuchtung?


Sehr schwieriges Thema, da hier sehr viele Parameter wie Raumhöhe, Farbe der Wand, Abstand der Spots zueinander und Lichtleistung abhängig. Kann meiner Meinung nach nur mit einer Software berechnet werden. Ich habe die LMH2 in Relux mit unterschiedlichen Reflektoren importiert, nachfolgend das Ergebnis meines Eingangbereichs mit 4 Stk. LMH2 mit jeweils 1250 Lumen, Decke und Wand in weiß und der Boden dunkel mit einem Reflexionsgrad von 20%, Raumhöhe 2,8 m. Die höchste Gleichmäßigkeit  wird in diesem Beispiel ohne Reflektor erreicht. Wenn die Wände aber nicht weiß wären, sondern dunkel, kann das Ergebnis wieder anders aussehen.


Projekt Hausbeleuchtung
LMH2 Flat Lens ohne Reflektor 83,6°.
Höhe der Nutzebene : 0.10 m
Mittlere Beleuchtungsstärke Em : 288 lx
Minimale Beleuchtungsstärke Emin : 237 lx
Maximale Beleuchtungsstärke Emax : 314 lx
Gleichmäßigkeit Uo Emin/Em : 1 : 1.22 (0.82)
Ungleichmäßigkeit Ud Emin/Emax : 1 : 1.33 (0.75)


Projekt Hausbeleuchtung
LMH2 Flat Lens mit 4" Circular Reflector, Diffuse Finish 62,4°
Höhe der Nutzebene : 0.10 m
Mittlere Beleuchtungsstärke Em : 235 lx
Minimale Beleuchtungsstärke Emin : 186 lx
Maximale Beleuchtungsstärke Emax : 262 lx
Gleichmäßigkeit Uo Emin/Em : 1 : 1.27 (0.79)
Ungleichmäßigkeit Ud Emin/Emax : 1 : 1.41 (0.71)


Projekt Hausbeleuchtung
LMH2 Flat Lens mit 4" Circular Reflector, Semi-Specular Finish 52,8°
Höhe der Nutzebene : 0.10 m
Mittlere Beleuchtungsstärke Em : 293 lx
Minimale Beleuchtungsstärke Emin : 219 lx
Maximale Beleuchtungsstärke Emax : 335 lx
Gleichmäßigkeit Uo Emin/Em : 1 : 1.33 (0.75)
Ungleichmäßigkeit Ud Emin/Emax : 1 : 1.53 (0.66)


Projekt Hausbeleuchtung
LMH2 Dome Lens mit 4" Spot Relector, Faceted, Semi-Specular 41,7°
Höhe der Nutzebene : 0.10 m
Mittlere Beleuchtungsstärke Em : 285 lx
Minimale Beleuchtungsstärke Emin : 206 lx
Maximale Beleuchtungsstärke Emax : 335 lx
Gleichmäßigkeit Uo Emin/Em : 1 : 1.38 (0.72)
Ungleichmäßigkeit Ud Emin/Emax : 1 : 1.63 (0.61)


Projekt Hausbeleuchtung
LMH2 Flat Lens mit 4" Spot Relector, Faceted, Semi-Specular 24,9°
Höhe der Nutzebene : 0.10 m
Mittlere Beleuchtungsstärke Em : 330 lx
Minimale Beleuchtungsstärke Emin : 202 lx
Maximale Beleuchtungsstärke Emax : 476 lx
Gleichmäßigkeit Uo Emin/Em : 1 : 1.63 (0.61)
Ungleichmäßigkeit Ud Emin/Emax : 1 : 2.35 (0.42)
13.1.2020 0:18
Die Temperaturtest sind jetzt abgeschlossen. Mit dem Ersatzkühler kommt die 12,8 Watt Variante der LMH2 mit 1250 Lumen auf ca. 45° C bei einer Raumtemperatur von 25° C. Sind also 20 K. Spezifiziert ist die LED bei 60° C auf 50.000 Betriebsstunden und bei 70° auf 35.000. Da habe ich also noch Luft nach oben, ich hoffe die LED dankt mir das mit einer höheren Lebenszeit.

Kühlermontage ist auch abgeschlossen, ist eine simple Klammer geworden.


Projekt Hausbeleuchtung
13.1.2020 0:29
Die Montage in den Halox-Dosen war leider nicht so einfach. Magnetmontage war zu kompliziert. Mit den 3M Dual Lock ebenso. Im Endeffekt musste der 3D-Drucker herhalten. Erste Prototyp wurde gestern Nacht fertig, die verbesserte Variante entsteht gerade am 3D-Drucker.

Nachfolgend ein paar Bilder vom Prototyp. Montier wird das Ganze auf einen Gegenring mit M4-Muttern.  Eigentlich hält die Led auch ganz gut im Deckel der Halox-Dosen, nur für M4 gibt es halt mehr Schraubenauswahl. Diese sind auf den Fotos noch nicht ideal, hatte aber nichts besser herumliegen.



Außenring


Projekt Hausbeleuchtung

Gegenring


Projekt Hausbeleuchtung





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