PWM LED Dimmer Geräuschquelle lokalisieren (miBoxer WL5)

[Dominik B. (mang00mann)]

Guten Abend zusammen,

ich kommen mit meinem technischen Halbwissen leider nicht mehr weiter.
Vielleicht hat ja hier noch jemand eine Idee.

----- Zur nicht relevanten Vorgeschichte:
Habe Zuhause einige Smarthome Geräte mit dem Tuya Standart verbaut und 
wollte jetzt gerne eine Deckenleuchte in die Steuerung
einbinden.
Nach langem Gesuche und einigen Vergleichen sollte es der MiBoxer WL5 
LED Controller mit WiFi Bedienung werden.

Beim Einbau fiel aber direkt auf das dieser im Dimmbereich von 30-90% 
unerträglich pfeift.
Daraufhin verschiedene 12V Spannungsquellen vom Elektrischen 12V Trafo 
übers Labornetzteil bis zur 12V Autobatterie probiert.
Das Probleme bleibt. Die 12V Versorgung kann ich somit ausschließen.

Bei kürzeren LED Streifen tritt das Problem nicht auf, sondern nur bei 
höheren strömen ab 1-1,5A.

Meine erste Vermutung war ein Produktionsfehler.
Also den Controller zurück und einen anderen geordert.
Problem bleibt.
Also einen komplett anderen NoName Tuya Controller bestellt.
Der pfeift aber auch..... zwar nicht ganz so hochfrequent aber auch 
unerträglich.

In meiner Alternativlosigkeit den MiBoxer Controller aufgeklippst und 
nach der Fehlerquelle gesucht.



----- Und da kommt jetzt die eigentliche Frage:
Welches der Bauteil kann denn dieses unerträgliche Pfeifen im Bereich 
von 15-20khz von sich geben?

Hab versucht alle Bauteile mit nem Wattestäbchen einzeln zu dämmen um 
das Geräusch irgendwo zu dämpfen.

Mit einer Papprolle am Ohr die grobe Position zu bestimmen.

Und mit meinem Dinosaurier Oszilloskop eine Frequenz zu finden die der 
Tonlage entspricht und sich je nach Dimmungstrufe verändert.

Einzig auf der +12V Leitung, welche vom Eingang ohne Umwege auch zum V+ 
Ausgang geht finde ich eine Welle die vielleicht zum Geräusch gehört.

Vermute daß es vielleicht einer der SMD Kondensatoren sein könnte.
Ein größerer Elko parallel zum Siebelko verringert das Problem, 
beseitigt es aber nicht.

Habe in anderen Beiträgen was gelesen das Keramikkondensatoren eventuell 
gegen Tantal oder Folien Kondensatoren getauscht werden können.
Oder von Snubber Schaltungen die irgendwie und irgendwo an die Mosfets 
integriert werden sollen.

Vielleicht jemand eine Idee oder eine Tipp?

Das (Bild1) zeigt die Welle welche am +12V eingang und Ausgang sowie dem 
kleine SMD Kondensator (Bild2) anliegt.

Grüße
Dominik

[Dominik B. (mang00mann)]

Testweise den kleinen Kondensator an VC vom DC/DC Wandler gegen eine 
Folien Kondensator etwas größerer Bauart und außerdem den 220uF Elko am 
Eingang gegen eine 470uF getauscht.

Geräusch ist noch nicht weg aber erträglich. Noch einen zusätzlichen 
1800uF Elko paeallel zum 470uF hat es noch etwas verbessert.

Werde, sobald geliefert, die beide kleinen 1uF Keramiks an VC und VIN am 
XL4201 Wandler gegen Folien Kondensatoren tauschen und hoffen das der 
Deckel noch drauf geht.

[Dominik B. (mang00mann)]

beide Kondensatoren getauscht, angeschlossen und es pfeift.

Hab eigentlich kein Bock mehr, da ich selber nicht weiter komm.

PWM und LED Streifen = Kacke.
Alternativen finde ich aber keine.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Wenn da was pfeift, ist es eigentlich immer die Speicherdrossel. Nur in 
seltenen Fällen pfeifen MLCC Kondensatoren ein wenig.
Die beste Abhilfe ist, die PWM Frequenz auf eine unhörbare Höhe zu 
ziehen - was meist mit einer Softwareänderung verbunden ist, die man 
selber nicht hinkriegt.
Du kannst probieren, die Speicherdrossel zu ersetzen oder sie mit 
irgendwas zu vergiessen. (Epoxy, Klebstoff, etc.).

[Dominik B. (mang00mann)]

Hi, Matthias.

die Spule hatte ich auch erst in Verdacht. Wobei ich Spulen Geräusche 
eher als zischen statt fiepen kenne.

Hab soeben nochmal im Betrieb mit dem Finger feste auf die Bauteile 
gedrückt.

Die Lautstärke ändert sich eigentlich nur im Bereich der beiden Kerkos 
oder dem IC selber.
Bei der Spule tut sich nix.

Vielleicht vergießen ich am bessten den gesamten vorderen Teil der 
Schaltung in Harz.

[Dominik B. (mang00mann)]

Hab alles mit Platinenlack getränkt,
das 12V Netzteil gegen ein noch stärkeres getauscht,
im Eingang einen zusätzlichen 1000uF Elko abgeklemmt.

Auf der Arbeitsplatz liegend war nun fast ruhig.
Ruhig genug um es mit Gehäuse unter die Decke zu Schrauben dachte ich.

Kaum baue ich die ganze Geschichte über die Deckenlampe pfeift es 
wieder.

Diesmal hing noch alles unter der Deckenlampe, da hörte ich das Geräusch 
aber über der Lampe zwischen den Leitungen...........

....................


Auf dem Bild sieht man die Lampe mit dem Quadrat aus Aluprofilen. Oben 
und unten ist jeweils ein LED Stripe ins Profil geklebt.

Und die werden jeweils über zwei einzelne Leitungen von oben versorgt. 
Die Leitungen bestehen vermutlich aus einem ummantelten Stahlseil.

Oberhalb der Aluplatte kommen zwei separate geschaltete Pfasen an, 
welche wiederum auf jeweils ein 230->12V Netzteil gehen.

Eines der Netzteile versorgt einen LED Stripe direkt.
Das andere versorgt den Dimmer.

Der Dimmer wiederum den zweiten LED Stripe sowie einen kleinen RGB 
Stripe.


Da das ganze mit den Jahren immer weiter gewachsen ist und immer wieder 
modifiziert wurde sieht's da leider aus wie Kraut und Rüben.

..............

Ich Vermute mal das die dicht nebeneinander liegenden Stahlseile 
entweder eine Kapazität bilden und deshalb wie die Kerkos schwingen.

Oder die Stahlseile einzeln verlegt an sich nicht das optimal Material 
für die 20-40W bei 25khz sind.

........

Leitungswege ändern? Leitungsmaterial ändern?
Oder gibt's eine Möglichkeit das PWM signal vom Controller in einen 
Analogen Spannungswert umzusetzten?
Quasi eine Art A-D Wandler mit PWM Eingangssignal und kräftigem 
Spannungsregler?

[Stefan A. (king-crash)]

Wenn der Dimmer mit 20kHz vom Netzteil Strom zieht kann natürlich auch 
das Pfeifen. Ist auf dem Dimmer überhaupt eine Spule für die LEDs 
verbaut?
Mach bitte Bilder von der Platine auf denen man alles erkennt. 
Vorderseite, Rückseite und bitte nicht schräg von der Seite. Dann mach 
bitte noch ein Bild (auch gerade und nicht so wie im ersten Post) vom 
Spannungsverlauf der ein und Ausgangsseite der Platine. Die Masseklemme 
bitte direkt an der Platine auf GND und nicht via extra Kabel. Am Besten 
in die Klemmen kurze Kabelstummel mit rein und dort den Tastkopf dran.

[Dominik B. (mang00mann)]

Bilder wurden nachgereicht.

Das Scope steht dabei auf AC mit zentrierter  Y Achse.
Der Spannungsverlauf ist zudem invertiert, da die Massklemmen auf der 
durchgängigen +12V Schiene saß.

T/Div = 10us
V/Div = 0,5V

Versorgt wird das ganze in diesem Fall von einem Konventionellen 12V 
Trafo mit mehr als ausreichend Reserven.

Die Platine auf den Fotos ist eine andere unmodifizierte.
Und diese fiept noch selber bei Dimmung zwischen 20-90%.
Sehr wahrscheinlich die Kerkos rechts neben den 8Pin IC.

Bei der modifizierten lackierten piepen diese nicht mehr, aber dafür 
definitiv die Leitungen zur LED.

Im montiertem Zustand unter Decke hingen Netzteil und LED Controller 
20cm unterhalb der Decke.
Das Geräusch konnte da ziemlich genau auf den Bereich der Seile(Kabel) 
beschränkt werden.
Das Netzteil auf dem Foto ist dagegen nirgends angeschlossen gewesenen.
Drücke ich auf die Seile, verändert sich der Ton.

[Dominik B. (mang00mann)]

Guten Morgen Zusammen.

Fehler ist nun behoben worden.
Das Laute Pfeifen / Fiepen vom PWM LED Controller entstanden wirklich in 
den Kabeln.

Die ein aderige Lampenseile wurden gegen Kabel mit Zwei Adern getauscht.
Aufbau ähnlich einer Coax Leitung.
Wie sie am Ausgang eines jede  08/15 Schaltnetzteiles hängt. (vermutlich 
aus Gründe)
Leider nicht sehr günstig da 0,5mm² Kabelquerschnitt, Rund, Transparent 
und 3,8mm Durchmesser.


Verbaut waren Lampen Seile wie sie bei Standart Niedervolt Seilsystem 
Lampen verbaut werden.
(2 Seile Parallel an der Decke wo einzelne 12V Spots eingegangen werden)

Ich vermute das diese Isolierten Seile aus Stahl bzw Edelstahl 
bestanden.
Die Einzelnen Litzen durch die PWM Spannung zum schwingen angeregt wurde 
sie dadurch aneinander reiben.
Oder Aufgrund des Materials und Oxydschichten die einzelnen Litzen im 
Seil wie in Kondensator fungierten und diese wie Kerkos anfingen zu 
Piepen.

Aber alles nur Vermutungen.

[Stefan A. (king-crash)]

Freut mich zu hören.
Generell ist so eine Dimmung, die ohne Ausgangsfilter arbeitet 
problematisch auch hinsichtlich EMV. Das sollte mit dem neuen Kabel auch 
deutlich besser werden. Möglicherweise dämpft die Kunststoffummantelung 
jetzt das Geräusch. Dass es allerdings direkt vom Kabel zu kommen 
scheint habe ich auch noch nie gehabt. Falls dazu jemand mehr sagen kann 
wäre das interessant.
Kondensatoren pfeifen eigentlich nur, weil die internen Schichten dicht 
beieinander sind und deshalb eine gewisse Kraft entstehen kann: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Coulombsches_Gesetz