LED-Streifen verstehen, so gehts!
Parameter von LED-Streifen
Es gibt eine sehr grosse Auswahl an LED-Streifen mit unterschiedlich bestückten SMD (Surface mount device) LEDs. LED steht für Light Emitting Diode, was so viel wie Licht emittierende Diode bedeutet. Sie können mit einzelnen Farben wie rot, grün oder blau bestückt sein, oder mit sogenannten RGB-LEDs, die alle drei Farben darstellen können.
Es sind LED-Streifen die 30, 60, 144 oder sogar noch mehr LEDs auf einem Meter LED-Streifen verbaut haben erhältlich, mit Spannungen von 5, 12 oder 24 Volt und noch viel mehr Variationen sind möglich. Um hier den Überblick zu behalten, um sich den richtigen LED-Streifen auszuwählen, schlüssle ich hier die wichtigsten Parameter auf.
Spannung
Die gängigsten Spannungen von LED-Streifen sind 5, 12 und 24 Volt. Da LEDs sehr viel Strom benötigen, und die LED-Streifen 10 Meter oder länger sein können, kann es hilfreich sein, einen LED-Streifen mit 12 oder 24 Volt zu verwenden, um den Spannungsabfall zu verringern.
Für eine einfache Steuerung mit einem Mikrocontroller sind die 5 Volt LED-Streifen sehr beliebt, da sie direkt von einem Mikrocontroller angesteuert werden können, ohne zusätzlicher Elektronik.
Grundsätzlich sollte man einen LED-Streifen wenn Möglich, immer in der Mitte mit Spannung versorgen.
Für die Steuerung der Helligkeit wird üblicherweise PWM versendet.
Bei längeren LED-Streifen oder wenn ein Spannungsabfall von den letzten LEDs auf dem Streifen durch schwächeres Leuchten sichtbar wird, dann sollte man den LED-Streifen auch am Ende mit Spannung versorgen. Es kann auch sinnvoll sein, dass man den LED-Streifen alle paar Meter mit Spannung versorgt, wenn ein Abfallen der Leuchtkraft sichtbar wird.
Bei sehr grossen Installationen kann es von Vorteil sein, dass man zwei Netzteile verwenden, die an unterschiedlichen Orten angebracht sind. Hier ist darauf zu achten, dass nur der GND verbunden werden darf, aber niemals die beiden VCC+.
Strom / Netzteil / Leistung
Die LEDs haben eine sehr hohe Leistung und es können recht schnell ein paar Ampere benötigt werden, um einen LED-Streifen betreiben zu können. Die genaue Leistung der LED-Streifen wir oft in Watt/Meter angegeben. Wenn wir etwa eine RGB-LED verwenden, dann kann jede Farbe als Richtwert bis zu 20 mA benötigen. Wollen wir die Farbe Weiß erzeugen und dafür alle drei Farben auf volle Helligkeit stellen, dann benötigt eine einzige LED bis zu 60 mA. Nehmen wir jetzt an, dass wir einen 2 Meter langen 5 Volt LED-Streifen haben, auf den 120 LEDs verbaut sind. Das heisst, dass wir 120 x 60 mA an Leistung aufnehmen, was 7,2 Ampere entspricht und wir ein dementsprechend starkes Netzteil benötigen. Hinzu kommt noch, dass wir eine Reserve von 10-20 % einplanen sollten und wir somit in unserem Beispiel ein 10 Ampere Netzteil verwenden sollten.
IP-Schutzart von LED-Streifen
LED - Grössen
Die LEDs sind mit Nummer versehen, als Beispiel die sehr weitverbreitete LED 5050SMD. Diese Nummer gibt an, welche Höhe und Breite die LED hat. Die Werte sind in Millimeter angegeben und es gibt ein paar sehr gängige Grössen, die ich euch hier aufzeigen möchte.
Anzahl der LEDs pro Meter
Weiße LEDs
Da man für die Farbe Weiß bei einer RGB LED alle Farben auf voller Stärke leuchten lässt, was nicht Energie effizient ist, gibt es die Möglichkeit Weiß leuchtende LEDs zu verwenden. Aber auch hier gibt es wieder Unterschiede, die beachtet werden sollten. Die LEDs können Warmweiß, Neutralweiß oder Kaltweiß sein. Das warme Weiß ist im rötlichen Bereich und das kalte Weiß im bläulichen. Angegeben wird die thermodynamische Temperatur in Kelvin (K). Die Kelvin Skala beginnt bei 1500 Kelvin (Kerzenlicht) und endet bei ca. 10.000 Kelvin (wolkenloser, nördlicher Himmel). Reines Weiß haben wir bei ca. 7000 Kelvin und es entspricht dem Tageslicht.
FastLED Library
Die FastLED Library ist sehr umfangreich und ich möchte euch hier nur ein paar Grundlagen vorstellen, damit ihr den Umgang mit der Library erlernt. Für erweitertes Wissen, kann ich euch diesen Link empfehlen. https://github.com/FastLED/FastLED/wiki/
#include <FastLED.h>
#define NUM_LEDS 60
#define LED_PIN 4
CRGB leds[NUM_LEDS];
void setup() {
FastLED.addLeds<WS2812B, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);
}
void loop() {
leds[0] = CRGB::Red;
FastLED.show();
}
Farbtemperaturen
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