RGB LED Bar auf 12V Betriebsspannung umrüsten

[bmatt]

Hallo Zusammen,

ich bin neu hier und habe auch gleich die erste Frage, da ich zu dem Thema nichts im Netz gefunden habe.

In ein Fahrzeug sollen RGB LED Bars eingebaut werden, die von einem Rechner aus über DMX gesteuert werden sollen (12V Rechner ist bereits im Fahrzeug eingebaut). Die Bars werden in einem Geräteraum am Heck des Fahrzeugs montiert. Die Montageort sind daher sicher vor Regen. Bei geschlossenem Geräteraum sind die Bars nicht zu sehen. Das heisst selbst wenn sie bei der Fahrt ausversehen eingeschaltet wären, haben diese keinerlei Einfluss in die StVO (deswegen bitte keine Diskussion ob man so etwas in ein Fahrzeug bauen darf oder nicht).

Bislang konnte ich nur LED Bars finden, die an 230V betrieben werden. Da im Fahrzeug aber kein Generator vorhanden ist, sind lediglich 12V von der Fahrzeugbatterie verfügbar.

Deswegen suche ich entweder LED Bars mit einer Betriebsspannung im Bereich von 10 - 15 Volt, oder aber Schaltpläne, um vor dem Kauf der Bars herausfinden zu können, ob man diese umbauen kann. Jede Bar besitzt intern schließlich ein Netzteil, das der Elektronik eine Gleichspannung zur Verfügung stellt. Anstelle des internen 230V Netzteils will ich die benötigte Gleichspannung mit einem eigenen externen Netzteil/Spannungswandler bereitstellen.

Die Idee zur Verwendung eines Wechselrichters kam auch schon auf. Sollte der Umbau der Bars nicht möglich sein, wäre das noch eine Alternative. Aber ich würde eine Lösung ohne eine mehrfache Spannungsanpassung bevorzugen.

Um etwas spezieller bei den Bars zu werden:
Ich dachte dabei an etwas wie der EUROLITE LED BAR-252 RGB 10mm oderder Stairville LED Bar 252 DMX RGB. Vielleicht hat jemand eine dieser Bars schon mal geöffnet und weiss wie sie von innen aussehen. Ein Schaltplan einer der Bars wäre natürlich perfekt.


Danke schon mal für eure Hilfe

Gruss
bmatt

 

[jw-lighting]

Beim Test des stairville TriLED Stage Pars habe ich das Gerät auch geöffnet. Hier gab es separate Netzteile für R, G, B und Steuerelektronik, über die auch die PWM der LEDs umgesetzt wurde. Wenn das bei anderen LED-Scheinwerfern wie auch deinen Bars auch so ist - was ich nicht für unwahrscheinlich halte - wäre ein Wechselrichter die sinnvollste und einfachste Lösung.

LG

 

[yamaha4711]

Ich weiß ja nicht.... Also meiner bescheidenen Meinung nach sollte das kein Problem sein.
Da wird irgendein Netzteil verbaut sein, welches diverse Spannungen erzeugt. Solange diese kleiner gleich den 12V sind sehe ich kein Problem.
Ich würde das Netzteil, falls es eine getrennte Platine ist (vermutlich wird es das aber nicht sein) rauswerfen und ein neues Netzteil einsetzen, welches dann die notwenidigen Spannung aus den 12V generiert. Da helfen dann solche Teile wie 7805, 7906, T200 oder andere Spannungswandler. Ein paar Elkos um Stromspitzen abzufedern und ein paar Drosseln um den Raudau der PWM Wandler zu unterbinden.
Falls eben keine Netzteilplatine da ist die Leiterbahnen auftrennen und per Multipin aus dem Gehäuse führen. Netzteil entsprechender Dimension mit den notwendigen Spannungen getrennt in eine Kiste und das ganze dann am besten von Verbraucher zu Verbraucher durchschleifen.

Weiß ja nicht ob ich da nun zu naiv denke, aber ich habe bisher bei jedem elektronischen Apparat ein Netz gefunden, welches die Spannungen generiert.

Man muss nur darauf achten, dass auch entsprechend Strom fliessen kann. Also nicht unterdimensionieren.

Achso... bitte auch wegen Kurzschlüssen aufpassen, denn die meisten Fahrzeugbrände entstehen durch unsachgemässe Dimensionierung von (Zu)Leitungen und durch falschen Aufbau. Schon mal einen dicken Gabelschlüssel auf eine Autobatterie aus sicherer Entfernung geworfen? Das knallt ganz schön und von dem Gabelschlüssel ist nicht mehr viel da.

Wechselrichter wäre ja trivial.

 

[jw-lighting]

Da wird irgendein Netzteil verbaut sein, welches diverse Spannungen erzeugt. Solange diese kleiner gleich den 12V sind sehe ich kein Problem.

Nein. Diese Netzteile sind spezielle Netzteile, die meist keine Festspannung sondern einen Feststrom, der entsprechend den eingesetzten LEDs dimensioniert ist, ausgeben.
Daher auch eigene Netzteile für jeden Kanal. Wenn ich dort mit einer Spannungsquelle arbeiten würde, reicht ja ein Netzteil und drei Mosfets für RGB aus. Dem ist aber nicht so, da für die LEDs ein fester Strom benötigt wird.

LG

 

[yamaha4711]

Na so ein Aufwand aber auch für so ein paar LED's.
Ich frage mich dennoch was da nun primär eingeregelt wird. Der Strom oder doch womöglich die Spannung.
Wie sprechen hier vom reinen Netzteil und keinerlei PWM Komponenten, um die LED's in ihrer Helligkeit zu regeln oder ist das fester Bestandteil des/der Netzteile. Irgendwo muss da am Anfang doch was rein und das ist zunächst mal ja die Netzspannung 230V/10A im normalen heutigen Haushalt, oder?
Man muss ja nur die Stelle erwischen bevor mit irgendwelchen fantastischen Schaltungskonstrukten dem ganzen noch ein Signal aufgeprägt wird oder ist hier mein Grundverständnis vollkommen daneben? Bitte um Erklärung.

 

[jw-lighting]

Na so ein Aufwand aber auch für so ein paar LED's.

Der Strom oder doch womöglich die Spannung.

LEDs sind von der Natur her wie jede andere Diode auch Bauteile mit einer bestimmten Vorwärtsspannung. Die variert zwar in gewissen Grenzen mit dem Strom, ist aber nicht wie bei einem ohmschen Widerstand strombegrenzend.
Beim Spezialfall Lichtemittierende Diode bestimmt sich die Anzahl der emittierten Photonen (licht) durch die fliessenden Elektronen (Strom). Durch die schon angesprochene Strom-Spannungs-Kennlinie lässt sich damit die Vorwärtsspannung bestimmen, die den Spannungsfall an der LED bestimmt. Lege ich eine LED mit 2,3V Vorwärtsspannung bei Nennstrom ohne Vorwiderstand an 5V, fallen an ihr nicht wesentlich mehr als 2,3V ab. Der Rest fällst am Innenwiderstand der Spannungsquelle oder der LEitung ab - entsprechend hoch wird der Strom sein und die LED zerstören. Da der Nennstrom die maßgebliche Größe ist, benutzt man Stromquellen. Deren Ausgangsspannung wird dann ziemlich genau der Vorwärtsspannung der LED nach ihrer Kennlinie bei Nennstrom sein. Ganz wichtig: Hier ist die Stromquelle die Strombegrenzung. Bei einer Spannungsquelle fehlt das. Im Fall von HP-LEDs sind Vorwiderstände nicht mehr effizient, da durch die hohen Ströme dort zu große Verluste (= abzuleitende Wärme) entstehen.

Wie sprechen hier vom reinen Netzteil und keinerlei PWM Komponenten, um die LED's in ihrer Helligkeit zu regeln oder ist das fester Bestandteil des/der Netzteile.

Letzteres. Zumindest lässt sich das anhand des Innenlebens so annehmen, da die PWM-Steuersignale vom Controller direkt auf die Netzteilplatine wandern und dort drei gleich aufgebaute Baugruppen anzutreffen sind.

Netzspannung 230V/10A im normalen heutigen Haushalt, oder?

Ganz Nebenbei: 230V ja, die müssen auf der Seite der LEDs aber nicht einmal galvanisch getrennt sein wie bei Netzteilen sonst üblich. Gut möglich, dass man an den LEDs gut eine geballert bekommen kann.
10A haben a) nichts mit der Netzspannung zu tun und b) sind es 16A, bis auf wenige Ausnahmen wie 13A oder eben 10A, 6A oder auch mehr als 16A: 20A, 25A.

Man muss ja nur die Stelle erwischen bevor mit irgendwelchen fantastischen Schaltungskonstrukten dem ganzen noch ein Signal aufgeprägt wird

Strom fließt/Strom fließt nicht ist jetzt nicht sooo fantastisch. Und das lässt sich sehr gut im Netzteil erledigen. Die Spannungskurve ist im Übrigen auch kein Rechteck mehr, wie es noch beim Controller der Fall ist:

Ich denke, das reicht als Erklärung?!

Und damit Back To Topic

LG

 

[TheShadow]

Was man auch beachten sollte, dass weil an den LEDs >2,5V abfallen, man bei 12V nicht mehr wirklich viele hintereinander stapeln kann.
So circa 4 LEDs. Man muss dann mehrere Ketten parallel schalten, was den Strombedarf (nicht die Leistung) vergrößert.

 

[yamaha4711]

Ja, danke JW. Sehr eindrucksvoll und verständlich.

Also hat jede Farbe, da die ja auch unterschiedliche Vorwärtsspannungen und auch Ströme haben, ihr eigenes kleines PWM Netzteil. Da ist dann nicht mehr viel zu machen. Einzig die PWM's durch einen anderen Schaltungstyp einer Konstantstromquelle zu erstzen, welche eben mit 12V als Grundversorgung akzeptiert.

Das mit der unterlassenen galvanischen Trennung halte ich für recht gefährlich. Im Falle eines defektes liegt da dann richtig Saft an.

10A haben a) nichts mit der Netzspannung zu tun und b) sind es 16A, bis auf wenige Ausnahmen wie 13A oder eben 10A, 6A oder auch mehr als 16A: 20A, 25A.

Mir ist schn bewusst, dass der fliessende Strom erst mal nix mir der erzeugten Spannung zu tun hat.
Ich bin mir auch nicht sicher ob nun für Haushalts Schuckosteckdosen eine Begrenzung durch entsprechende Sicherheitseinrichtungen auf 10A oder doch 16A gilt. Ich meine mal gelesen zu haben, dass es nur noch 10A sein dürfen und in vielen Elektroanlagen neuerer Häuser findet man auch oftmals eben diese 10A Automaten. Aber egal. Das ist Beiwerk.

 

[TheShadow]

Einzig die PWM's durch einen anderen Schaltungstyp einer Konstantstromquelle zu erstzen, welche eben mit 12V als Grundversorgung akzeptiert.

Ich verweise da auf meinen Text darunter, dass eben dies nicht geht. Du kannst bei niedrigerer Spannung eben nur weniger LEDs hintereinander schalten.
Dies ist dann wohl auch der Grund für die fehlende galvanische Trennung vom Netz.

(man kann zwar höhere Spannungen aus niedrigeren erzeugen, aber dies liefert nicht den Strom, der für LEDs benötigt wird.

 

[jw-lighting]

Ich verweise da auf meinen Text darunter, dass eben dies nicht geht. Du kannst bei niedrigerer Spannung eben nur weniger LEDs hintereinander schalten.

Na klar. Ich habe mit dem Oszi an den LEDs ja auch ~60V gemessen....

Das mit der unterlassenen galvanischen Trennung halte ich für recht gefährlich. Im Falle eines defektes liegt da dann richtig Saft an.

Dafür gibt es VDE-Vorschriften und Wiederholungsprüfungen (VDE 0701/0702), die entsprechend der Schutzklasse über Schutzleiter oder doppelte/verstärkte Isolierung sicher stellen, dass ein Stromschlag vermieden wird. Die gemessenen 60V (DC) sind übrigens noch unterhalb der erlaubten Berührungsspannung

Ich meine mal gelesen zu haben, dass es nur noch 10A sein dürfen und in vielen Elektroanlagen neuerer Häuser findet man auch oftmals eben diese 10A Automaten. Aber egal. Das ist Beiwerk.

Und wer einen Durchlauferhitzer hatte, muss jetzt kalt duschen? Nein, das ist Quatsch. Du kannst da auch im Haushalt 100A Schmelzsicherungen reindrehen - so lange der Rest stimmt (was 1,5mm² Leitung, Schukosteckdosen und vieles weitere dann ausschließt)

LG

 

[TheShadow]

Na klar. Ich habe mit dem Oszi an den LEDs ja auch ~60V gemessen....

Wo war da jetzt der Widerspruch zu meiner Aussage? Er wird wohl kaum mit 12V einen 60V Led Strang versorgen können.
Sondern eben halt 1/5 weniger LEDs. Sofort er jetzt nicht komplet die LED Bar umbaut wird es also einfach gar nicht leuchten.

 

[jw-lighting]

Wo war da jetzt der Widerspruch zu meiner Aussage?

Da war kein Widerspruch (von mir gemeint)! Der Smiley ist mein eigener Kopf an der Wand

 

[TheShadow]

Asooo, aber das war doch nicht nötig! Der OP sollte sich halt einfach mal mit
http://de.wikipedia.org/wiki/Reihenschaltung
auseinandersetzen, dann erübrigt sich die Frage nach einer 12V Stromquelle.

 

[bmatt]

Hallo zusammen,

ich glaube die Diskussion läuft etwas in die falsche Richtung...

Mir ist bewusst, dass bei einer Betriebsspannung von 12V recht wenige LEDs in Reihe geschaltet werden können. Um konkret über Möglichkeiten eines Umbaus sprechen zu können wird eben ein Schaltplan benötigt.

Ich habe schon Schaltungen gesehen, in denen zunächst durch ein Schaltnetzteil eine DC-Versorgungsspannung bereit gestellt wurde, auf welche dann anschließend eine Stromregelung folgte. Bei so einem Aufbau müsste lediglich die DC-Versorgungsspannung durch einen entsprechenden Wandler bereitgestellt werden.

Aber wie gesagt, um im konkreten Fall darüber diskutieren zu können wird eben ein Schaltplan benötigt.

Aber trotzdem danke an alle von euch für die Beteiligung an dem Thread!