Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Glimmlampen dimmen


von Dirk R. (Firma: privat) (diy-guy)


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Hallo zusammen,

ich bin gerade in der Planung für eine größere Lichtkunstinstalltion mit 
sehr vielen Glimmlampen (Typ NE-2)

Jetzt ist es so, dass eine einzelne Glimmlampe z.B. in einem 
Lichtschalter einer Mehrfachsteckdose kaum eine Leistungsaufnahme hat 
(1ma 230V). Vermutlich deshalb findet man zum Thema Dimmen oder 
Stromsparen kaum Informationen.

Bei einer Lichtkunstinstallation von mehreren Tausend dieser kleinen 
Lampen kommt aber die hohe von ca. 1,2KW Leistungsaufnahme deutlich zum 
Tragen.

LED Lämpchen kann ich leider nicht nehmen. Die Aufgabenstellung für die 
Lichtkunstinstallation lautet definitiv "Glimmlampen".

Jetzt meine Frage an euch: Kann ich Glimmlampen dimmen um bei Bedarf 
(z.B. Nachts) die Helligkeit zu regulieren oder generell etwas Strom zu 
sparen?

Ich kenne mich leider mit der Technik der Glimmlampen nicht so gut aus. 
Es ist ja kein klassischer ohmscher Verbraucher?

Wäre es z.B. möglich aus den 230V Wechselspannung 230V Gleichspannung zu 
machen und dann über ein PWM Signal die Leuchtstärke zu verändern?

Wie würdet Ihr die Sache angehen?

Dankeschön :)

: Verschoben durch Moderator
von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Eine einzene Glimmlampe kann man über den Strom (Vorwiderstand, sowieso 
zwingend notwendig) steuern.

Über die Spannung ist das nicht so einfach, weil Glimmlampen eine 
deutlich höhere Zündspannug brauchen, als zum Dauerbetrieb - das ist zum 
Dimmen unpraktisch.

Ich nehme jetzt mal an, dass in deiner Installation alle Glimmlampen 
gemeinsam leuchten oder zumindest in größeren Gruppen.

Ich würde eine PWM-Steuerung mit einer (Gleich-) Spannung deutlich über 
der Zündspannung (ca. 70V) bauen, z.B. bei 200V. Gleich- oder 
Wechselspannung ist den Glimmlampen übrigens egal, allerdings überzieht 
sich bei Gleichspannung nur eine der Elektroden (Anode?) mit dem 
orangenen Entladungslicht.

Welche Bauform verwendest du?

von Teo D. (teoderix)


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Dirk R. schrieb:
> Wäre es z.B. möglich aus den 230V Wechselspannung 230V Gleichspannung zu
> machen und dann über ein PWM Signal die Leuchtstärke zu verändern?

Sollte gehen, altern dann halt recht schnell. Könnten schon merklich 
dunkler werden, nach ~6Monate Dauerbetrieb!?

Mir fällt aber grad nix andres ein, um viele zu dimmen und nicht jede 
einzeln.

von R. M. (Gast)


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Und vorher mal prüfen, ob das Bild der Glimmlampe mit Gleichstrom noch 
akzeptiert wird (leuchtet ja dann nur noch eine von zwei Elektroden).
mfG

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Zu beachten ist die Kennlinie der Glimmlampe welche am Zündpunkt einen 
scharfen Knick aufweist.

Die Dimmbarkeit wird sehr von der Elektrodenform abhängen.

 Mit steigender Elektrodenspannung  wird ein größerer Teil der 
Elektrodenfläche leuchtend.

Die Helligkeit erhöht sich mit steigendem Strom nur geringfügig.

Namaste

von Dirk R. (Firma: privat) (diy-guy)


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Hey, Danke für die vielen, schnellen Antworten.

Von der Bauform her verwende ich diese Lampen:

https://sc02.alicdn.com/kf/HTB1QmmxKVXXXXcUaXXXq6xXFXXXz/Original-neon-bulb-manufactures-with-more-than.jpg_220x220.jpg

Laut Datenblatt liegt die Zündspannung der Birnen bei 100V.

Das hieße die Spannung müsste zwischen 100V und 230V liegen. Via PWM 
ließe sich dann die Leuchtstärke variieren. Das klingt gut.

Das mit der schnellen Alterung durch PWM hatte ich befürchtet. Wie stark 
wirkt sich das denn aus?

von Teo D. (teoderix)


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Zündschaltung, volle Spannung für ~1s, dann dimmen von min. 
Brennspannung +10% bis max.
Phasenanschnitt, gleichrichten...?

: Bearbeitet durch User
von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Das Glimmlicht entsteht an der Kathode.


https://de.wikipedia.org/wiki/Glimmlampe

: Bearbeitet durch User
von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Serien PWM und Stromsteuerung sehe ich hier schwierig.


Eher Strombank mit geregeltem Bypass wenn es schnell gehen soll.

Außerdem ist Fremdlicht eher störend da die Helligkeit doch recht 
begrenzt ist.

Ich kann mich erinnern, Das bei viel Sonnenlicht Nixis schwer ablesbar 
waren

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7f/Kennlinie_Neon.png/440px-Kennlinie_Neon.png

Namaste

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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von Dirk R. (Firma: privat) (diy-guy)


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Genau, nur mit 100V Zündspannung und 1A

von (prx) A. K. (prx)


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Frank E. schrieb:
> Über die Spannung ist das nicht so einfach, weil Glimmlampen eine
> deutlich höhere Zündspannug brauchen, als zum Dauerbetrieb - das ist zum
> Dimmen unpraktisch.

Weshalb? Der Strom und damit die Leistung bestimmt sich aus dem 
Vorwiderstand und der Spannungsdifferenz zwischen Versorgungsspannung 
und der Glimmspannung.

Beitrag #5010593 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Uhu U. (uhu)


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A. K. schrieb:
> Weshalb

Weil die Glimmlampe im ungezündeten Zustand sehr hochohmig ist, gezündet 
dagegen sehr niederohmig.

von (prx) A. K. (prx)


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Uhu U. schrieb:
> Weil die Glimmlampe im ungezündeten Zustand sehr hochohmig ist, gezündet
> dagegen sehr niederohmig.

Ja und? Das ändert nichts daran, dass über die am Vorwiderstand 
anliegende Spannung der Strom bestimmt wird. Nur eben nicht als
  I = U/R
sondern näherungsweise als
  I = (U1-U2)/R
wenn man den differenziellen Innenwiderstand der Glimmlampe mal 
vernachlässigt.

Es gibt halt einen Mindest- und einen Maximalstrom für die Glimmlampe. 
Und daraus ergibt sich eine Mindesthelligkeit für dieses Verfahren.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Die üblichen Klein-Glimmlampen sind für Wechselspannung ausgelegt. Was 
genau ist hinsichtlich der Lebensdauer eigentlich der Unterschied 
zwischen 50/100Hz PWM und Netzwechselspannung?

von Mani W. (e-doc)


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Dirk R. schrieb:
> Genau, nur mit 100V Zündspannung und 1A

0,5 mA...

von Teo D. (teoderix)


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A. K. schrieb:
> Was
> genau ist hinsichtlich der Lebensdauer eigentlich der Unterschied
> zwischen 50/100Hz PWM und Netzwechselspannung?

Zündimpuls, Elektrodenmaterial verdampft, legt sich am Glas nieder.....
Ein Sinus ist da wesentlich sanfter.

von (prx) A. K. (prx)


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Teo D. schrieb:
> Zündimpuls, Elektrodenmaterial verdampft, legt sich am Glas nieder.....
> Ein Sinus ist da wesentlich sanfter.

Wenn es um 1 KW im Dauerbetrieb geht, könnte es doch rentabel sein, eine 
Spannung zu erzeugen, die sowohl eine sanften Anstieg als auch eine 
steuerbare Dauer hat.

: Bearbeitet durch User
von Werner H. (werner45)


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Die Helligkeitsregelung mit PWM ist Unfug.
Der Betrieb sollte mit Wechselstrom erfolgen, damit beide Elektroden 
leuchten.
Die Helligkeit ist proportional zum fließenden Strom. Nur bei ganz 
kleinen Strömen wird der "Leuchtschlauch" um die Drähte kürzer.
Neon hat eine Zündspannung von etwa 90 V= und eine Brennspannung von 
etwa 80 V=. Ein geringer Quecksilbergehalt verringert die Werte.
Die gezündete Lampe ist ein ohmscher Verbraucher.
Bei AC zündet die Lampe, wenn die Spitzenspannung die 90 V erreicht, 
also bei 65 V eff. im Datenblatt.
Den Vorwiderstand so auslegen, daß der Nennstrom bei 230 V eff. fließt.
Strom- und Helligkeitsreduzierung dann einfach durch geringere 
Betriebsspannung, mit Stelltrafo oder Stufentrafo (Anzapfungen).

Das Ende der Lebensdauer ist erreicht, wenn sich die Glimmlampe durch 
Kathodenzerstäubung von innen selbst schwärzt. Die Kathodenzerstäubung 
wächst linear mit dem Strom.

Gruß   -   Werner

von Teo D. (teoderix)


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Ich seh grad ne Biasspannung mit überlagerten Sinus(Spitzen/Kuppen)!?

von Mani W. (e-doc)


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Normale Trafos (mit E-Kern) eignen sich bis ca. 400 Hz,
die Höhe der Ausgangsspannung lässt sich relativ einfach grob
einstellen mit etwas Elektronik...

Wenn die Ausgangsspannung einige Volt mehr beträgt, dann genügt das
zur Zündung...

die Glimmlampen benötigen trotzdem einen Vorwiderstand!

Ich würde auf jeden Fall mit Wechselstrom arbeiten, weil der
Verschleiß sicher kleiner ist als bei DC und das Erscheinungsbild
ein "fülligeres" ist...

: Bearbeitet durch User
von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Würde sich hier nicht PulsPaketModulation PPM anbieten?
Die Glimmlampen, Die dunkler sein sollen, bekommen einfach weniger 
Halbwellen ab.

Ist halt die Frage, ob die Dimmer nicht wesentlich mehr Strom verbraten, 
als bei den Glimmlampen eingespart werden kann.

MfG

von (prx) A. K. (prx)


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Patrick J. schrieb:
> Die Glimmlampen, Die dunkler sein sollen, bekommen einfach weniger
> Halbwellen ab.

Würde ich aber lieber nicht bei 50 Hz machen. Brauchst also eine 
Wechselspannung wesentlich höherer Frequenz. Und bei dem Aufwand gehts 
dann auch anders.

von Mani W. (e-doc)


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Patrick J. schrieb:
> Würde sich hier nicht PulsPaketModulation PPM anbieten?
> Die Glimmlampen, Die dunkler sein sollen, bekommen einfach weniger
> Halbwellen ab.

Pulspaket - Steuerung hat keinen Sinn, weil Glimmlampen nicht weit
so träge sind wie Glühlampen, würde aber interessante Effekte bieten
je nach Dauer der Pakete und deren Pausen...

Trotzdem testenswert!

von (prx) A. K. (prx)


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Mani W. schrieb:
> Trotzdem testenswert!

Aber dann bitte mit geeigneter räumlicher Verteilung, also nicht alle 
Lämpchen gleich. Da liesse sich schon was draus machen. Ok, nach einer 
Weile hast du wahrscheinlich eine Matschbirne, oder bist schon 
eingeliefert, aber bis dahin...

von Mani W. (e-doc)


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Mani W. schrieb:
> Normale Trafos (mit E-Kern) eignen sich bis ca. 400 Hz,
> die Höhe der Ausgangsspannung lässt sich relativ einfach grob
> einstellen mit etwas Elektronik...

Man könnte natürlich auch mit einem Stelltrafo (Spartrafo) 
experimentieren...

von Mani W. (e-doc)


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A. K. schrieb:
> bitte mit geeigneter räumlicher Verteilung, also nicht alle
> Lämpchen gleich. Da liesse sich schon was draus machen. Ok, nach einer
> Weile hast du wahrscheinlich eine Matschbirne, oder bist schon
> eingeliefert, aber bis dahin...

Aufgeteilt auf mehrere Paketkreise würden die Interferenzen gut
zuschlagen, wie auch Leuchstofflampen (UV) in Kombination dazu...

Da haut es einem sicher den Vogel hinaus, nennt sich dann "Brain 
Storming"


Und passende Musik dazu, zu den Effekten...

: Bearbeitet durch User
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