Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED Wandlampen Musiksteuerung


von Nicoals (Gast)


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Guten Tag,

ich möchte eine LED Lampe (RGB) entwerfen, die steuerbar ist und zum 
Takt von Musik leuchtet. Der Kniff dabei soll sein, das die Lampe nie 
unter eine bestimmte Leuchtkraft fällt, aber bei Musik mehr oder weniger 
aufleuchtet. Wenn ich also die Lampe einschalte leuchtet sie ganz normal 
auf einem konstanten Level, schalte ich aber die Musik ein soll sie, je 
nach Bass, mehr oder weniger leuchten, jedoch nie unter einem bestimmten 
Level.

Über Vorschläge zur Realisierung wäre ich sehr dankbar, da ich nicht 
viel Ahnung von der ganzen Materie habe und mir die Theorie hier leider 
nicht weiterhilft.

Grüße, Nicolas

von Stefan F. (Gast)


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Leider kann ich Dir nicht mit einem Schaltungsvorschlag dienen.

Falls du etwas eigene entwirfst, bedenke dass Bass nicht gleich Rhythmus 
ist.

Wenn deine Lichtorgel einfach nur auf den Bass reagiert, wird sie wild 
flackern, jedoch keineswegs im Takt der Musik.

von Nicolas (Gast)


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Danke für die Antwort, ja das muss ich wohl bedenken.

Ich habe noch eine Frage zu folgendem Szenario:

LED Controller  Eingangsspannung: DC 12-24V
                Ausgangsleistung: max. 9A (3A pro Kanal)

1 LED RGB       Cree XP-E rot: 500mA, 2,1V, 625nm
                Cree XP-E grün: 700mA, 3,7V, 525nm
                Cree XP-E blau: 700mA, 3,4V, 470nm

Was passiert wenn ich die Kontakte der Diode einfach so an den 
Controller
hänge (RGB+)? Bracht man davor noch irgendwelche Widerstände oder 
ähnliches oder funktioniert das einfach so?

Grüße, Nicolas

von Timo B. (tondor)


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Du brauchst jeweils an jeder Led eine Konstantstromquelle, und deren 
PWM-Eingang kannst du mit einem Controller ansteuern.

: Bearbeitet durch User
von Nicolas (Gast)


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Ist diese Konstantstromquelle auch vonnöten wenn man solch ein 
Steuergerät oder ein ähnliches benutzten würde?

https://www.lumperia.de/led-rgb-musik-controller-ansteuerung-60w-12v24v-music-steuergeraet-p-50.html

Wenn wir dieses Gerät mal als Beispiel nehmen:

Ausgangsstrom: 5A, 60W bei 12V
Ausgangskanäle: 3 je 20W pro Kanal

..und eine LED mit den bereits erwähnten Werten:

rot:  500mA, 2,1V, 625nm
grün: 700mA, 3,7V, 525nm
blau: 700mA, 3,4V, 470nm

..würde dann die LED nur die benötigte Leistung vom Controller bekommen, 
oder würde der Controller mit seiner maximalen Ausgangsleistung die LED 
betreiben, welche ja deutlich höher läge als die von der LED benötigten 
Leitung? Sprich die LED würde kaputt gehen, ein kürzere Lebensdauer 
haben oder ähnliches?

von Stefan F. (Gast)


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Ich denke, das dieses 
(https://www.lumperia.de/led-rgb-musik-controller-ansteuerung-60w-12v24v-music-steuergeraet-p-50.html) 
Steuergerät die gesamte nötige Schaltung (außer LED's) enthält. Bei dem 
Preis würde ich es nehmen, statt selber bauen.

von Nicoals (Gast)


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Dann werde ich das mal bestellen, danke für deine Einschätzung!

von Stefan F. (Gast)


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Du brauchst natürlich noch ein 12V Netzteil.
Und die LED's müssen für 12V ausgelegt sein (also mit Vorwiderstand).

von Fabian (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Ich denke, das dieses
> 
(https://www.lumperia.de/led-rgb-musik-controller-ansteuerung-60w-12v24v-music-steuergeraet-p-50.html)
> Steuergerät die gesamte nötige Schaltung (außer LED's) enthält. Bei dem
> Preis würde ich es nehmen, statt selber bauen.

Das Gerät ist für LED-Strips ausgelegt. Der TO will aber normale LEDs 
damit ansteuern, was nicht so einfach geht!

Mit Vorwiderstand werden bei grün z.b. 5,8W verheizt! Das ist schon ganz 
ordentlich... Ich würde drüber nachdenken mehrere LEDs in Reihe zu 
schalten, damit statt Wärme wenigstens Licht entsteht. (Vorwiderstand 
wird aber dennoch benötigt)

von Nicoals (Gast)


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Hallo,

sollte ich nur eine LED verwenden, welche Wiederstände brauche ich dann?
Und brauchte man vor jedem Kanal eine - RGB+?
Warum braucht man diese Wiederstände? Weil der Controller mit 20W zu 
viel für die LED liefert?

Gruß Nicolas

von Niggolas (Gast)


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Hallo.

Nein, du brauchst die Widerstände weil dir sonst die LEDS durchfackeln.
Die LEDs haben, wie du oben geschrieben hast, ca. 2-3V Flussspannung je 
nach Farbtyp.
U.u. Kannst auch mehrere LEDs in Reihe schalten, dann summieren sich die 
Flusspannungen auf. (zb. 12V / 2.4V = 5 LEDs). Allerdings jagste so auch 
den maximalstrom den dein Netzteil kann (3A) durch die 5 LEDs. dann 
fackelts wieder.
Also lieber den Widerstand zum Strombegrenzen rein.


SIEHE den *** LED WIKI LINK!!!

Gruß Negerlas

von Nicoals (Gast)


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Okay das mit den Wiederständen erschließt sich mir (danke für den Link), 
aber wo wird dieser angebracht? Eine RGB LED hat schließlich 4 Pins..

von Won K. (Firma: Outside the Asylum) (the_sane)


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Nicoals schrieb:
> Eine RGB LED hat schließlich 4 Pins..

Je einen vor die Pins für die einzelnen Farben.

von Fabian (Gast)


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Du brauchst 3 Stück, entsprechend für R, G und B.

Und mache Dir über die Kühlung Gedanken. Du solltest ein mindestens 10W 
Widerstand nehmen.

Die sehen dann so aus:
http://www.sourcingmap.de/smapimg/de/n/11c/10w-60ohmwiderstand-wert-schraube-registerkarten-aluminiumgehause-widerstand-141002n.jpg

Und denk daran: Die werden scheiße heiß! Also einfach unterm Sofa 
verstecken ist nicht... Auch an die wand schrauben würde ich die 
nicht...

von Nicoals (Gast)


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Angenommen ich schließe 2 LEDs zusammen:

Ausgangsleitung 5A  20W  12V

R: 500mA  1,1W  2,1V
G: 700mA  2,6W  3,7V
B: 700mA  2,4W  3,4V

..addieren sich dann einfach jeweils die Watt und Volt?
Sprich: R: 2,2W  4,2V
        G: 5,2W  7,4V
        B: 4,8W  6,8V

Und angenommen alle Farben leuchten gleichzeitig in voller Stärke, würde 
das dann für 2 LEDs 12,2W und 21,4V ergeben, die nötig sind um sie zu 
betreiben?
Würde in diesem Fall die Ausgangsleitung mit 12V noch reichen?

Wenn ich vor Rot einen 10 Watt Wiederstand klemme, kommen dann nicht 
trotzdem noch 10Watt durch?

Teilen sich RGB 20W sodass jeder nur 6,6Watt abbekommt?

von Stefan F. (Gast)


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Du musst noch die Grundlagen lernen, über den Unterschied zwischen 
Strom, Spannung, Leistung sowie die Kirchhoffschen Regeln und das 
Ohmsche Gesetz.

Eine kleine Starthilfe:
1
                             rot
2
12V o----+---Regler-----[===]----|>|---|>|----+---o GND
3
         |                                    |
4
         |                         grün       |
5
         +---Regler-----[===]----|>|---|>|----+
6
         |                                    |
7
         |                         blau       |
8
         +---Regler-----[===]----|>|---|>|----+

Der Controller (Regler) hat drei Kanäle, welche die Helligkeit der LED's 
steuern, indem sie pulsierend ein/aus geschaltet werden.

An einer LED fallen je nach Farbe ca 2-3,5V ab. An zwei LED's in Reihe 
fällt folglich die doppelte Spannung ab.

Lesitung ist Strom mal Spannung, also hast du auch pro Stran mit zwei 
LED's die doppelte Leistung, verglichen mit nur einer LED.

An den Widerständen sollte ca 1/5 der Versorgungsspannung abfallen. Mehr 
ist schlecht, weil dann die Wärmeverluste am Widerstand steigen. Weniger 
ist schlecht, weil der Strom dann zu sehr von Bauteileschwankungen und 
Teperatur abhängt - die LED's könnten überlastet werden.

Die beiden blauen LED's brauchen zusammen etwa 6,8 Volt. Ein fünften 
davon sind 1,36 Volt. So viel soll an dem "blauen" Widerstand mindestens 
abfallen. Macht zusammen 8,16V.

Ein 12V Netzteil wäre die nächste gängige Größe. Also rechnen wir mit 
12V Gesamtspannung.

Wieviel Spannung muss der "blaue" Widerstand verheizen?

12V - 3,4V - 3,4V = 5,2 Volt

Wieviel Leistung muss er in Wärme umwandeln?

5,2 Volt * 700mA = 3,64 Watt

Wieviel Ohmmuss er haben?

5,2 Volt / 700mA = 7,43 Ohm

Da es keinen 7,43 Ohm Widerstand gibt, nimmst du den nächst höheren. Auf 
keinen Fall einen niedrigeren Wert nehmen, denn sonst fließt mehr als di 
erlaubten 700mA, was der Lebensdauer der LED's sehr schadet.

Auf die gleiche Weise berechnest du die beiden anderen Widerstände.

Die Gesamt_Spannung ist 12V, da vom Netzteil vorgegeben. Ein 
beträchtlicher Teil davon fällt an den Widerständen ab. Die Spannung, 
die an den LED's abfällt kennst du aus den Angaben des Händlers.

Da du drei Stränge hast, summieren sich deren Ströme. 500mA + 700mA + 
700mA = 1900mA. Das ist der maximale Strom der insgesamt zu erwarten 
ist.

Die maximale Leistung ist somit: 12V * 1900mA = 22,8 Watt (plus ein 
bisschen für den Controller). Ein Netzteil, dass dauerhaft 24 Watt 
liefern kann, wäre also angebracht.

von Nicolas (Gast)


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Vielen Dank für deine super ausführliche Erklärung! Ich werde mir das 
morgen alles mal nach deinem Beispiel durchrechnen und hier posten!

Und nochmal danke für deine Hilfe!

von Nicolas (Gast)


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In unserem Beispiel reden wir ja von einer Reihenschaltung, gibt es 
dardurch einen Helligkeits Unterschied bei der 2 LED oder sind die 
Verluste an der ersten zu vernachlässigen?

von Nicolas (Gast)


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LED 2x Link: http://short4u.de/55f0c96c23078

R: 4,2V  Max. 700mA
G: 6,8V  Max. 700mA
B: 6,4V  Max. 700mA

Widerstände:

R: 11,14Ohm 5,46W ->  12Ohm 5W Link: http://short4u.de/55f0cadc7260b
G:  7,43Ohm 3,64W ->   8Ohm 5W Link: http://short4u.de/55f0cac01b439
B:     8Ohm 3,92W ->   8Ohm 5W Link: http://short4u.de/55f0cac01b439

Würden diese Wiederstände in Verbindung mit der verlinkten LED passen?

von Stefan F. (Gast)


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> In unserem Beispiel reden wir ja von einer Reihenschaltung,
> gibt es dardurch einen Helligkeits Unterschied bei der 2 LED
> oder sind die Verluste an der ersten zu vernachlässigen?

Bei der Reihenschaltung fließt durch alle Bauteile der gleiche Strom. 
Die Spannung an der LED Hängt wiederum von Temperatur und Strom ab - 
nicht von den anderen Bauteilen der Reihensachaltung.

Das heisst: Du kannst so viele LED's in reihe schalten, wie du willst. 
Solange du den Strom gleich hälst, bleibt auch die Leistung pro ELD 
gleich.

> Würden diese Wiederstände in Verbindung mit der verlinkten LED passen?

Ja. Ich würde allerdings 10W Widerstände nehmen, denn die kann man zur 
Kühlung auf Metallflächen schrauben. Diese 5W Widerstände werden sau 
heiß - sie halten das zwar aus, aber die Teile drumherum vielleicht 
nicht.

LED's sollte man möglichst gut kühlen, denn deren lebensdauer hängt 
drastisch von der Temperatur ab. Daher sollte man keine heißen 
Widerstände in der Nähe der LED's haben. Besser ist, du schraubst die 
Widerstände auf einen Kühlkörper oder ein Aluminium-Blech.

Bei 12V sinnvoller, drei LED's in Reihe zu schalten, weil dann an den 
Widerständen weniger Energie verheizt wird. Die 1/5 Regel kannst du dann 
zwar nicht mehr ganz einhalten aber es wird schon klappen. 
Handelsübliche Lichterketten machen das ja auch so.

von Nicoals (Gast)


Angehängte Dateien:

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So, ich hab jetzt alle Teile bestellt und werde mich am Wochenende mal 
daran versuchen. Anbei habe ich eine grobe Skizze, wie die Verkabelung 
ohne Widerstände aussehen sollte, ist das richtig so?

Der vierte Kanal an der LED ist laut Hersteller einer für Weiß, denn 
kann ich bei meinem vorhaben einfach ignorieren oder?

Noch eine Frage hätte ich zur Verlötung, habe ich dann auf dieser 
Sternplatine 8 Kontakte, also jeweils zwei pro Farbe? Vielleicht klärt 
sich diese Frage von selbst sobald ich die LED in der Hand halte, ich 
wollte aber trotzdem mal vorab fragen.

von Stefan F. (Gast)


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> ist das richtig so?

Kann mna schlecht beurteilen, du has die EINZELNEN LED's ja nicht 
eingezeichnet und auch nicht angegeben, wie herum sie gepolt sind.

> Der vierte Kanal an der LED ist laut Hersteller einer für Weiß

Eine normale LED hat zwei Anschlüsse, nicht 8. Offensichtlch beziehen 
sich deine Fragen nicht auf die bisher genannten LED's.

Du solltest angeben, um welches konkrete Produkt es sich handelt. Und 
berücksichtigen, dass die vorher berechneten Widerstände jetzt eventuell 
auch nicht mehr passen.

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