Verlichten & Dimmen met LEDs

Avi

Avi

Well-known member
Crowdfunder FE
Heeft iemand ervaring met PWM dimming van LED spots of strips over langere afstand? Ik ben wat onderzoek aan het doen om enkele 230VAC (LED) spots te vervangen door 24VDC spotjes en hier en daar een strip te hangen. Dimmers maak ik zelf met een ESP32 voor PWM signaal en Fairchild mosfet's.

Ik wil graag de drivers hiervoor in de elektrische kast hangen. Maar dat zorgt ervoor dat je al snel 10 tot 15 meter afstand moet overbruggen tot aan het verlichtingselement. Loxone verkoopt een 24V PWM Dimmer die tot 50W per kanaal (2.1A aan 24V) kan PWM kan leveren aan 123Hz tot 30 meter. 2A switching output over dergelijke afstand veroorzaakt dat geen vloedgolf aan EMI?

Als Loxone die dimmers CE gecertificeerd heeft gekregen zou dat OK moeten zijn. Maar alles wat ik op het internet lees zegt dat PWM dimmen met grote stroomsterktes over lange afstand een slecht idee is. Ervaringen?
 
Als je LEDs met een constante stroomsterkte aanstuurt is de draad weerstand iets waar je je eigenlijk geen zorgen om moet maken.
 
Avilowca zei:
Heeft iemand ervaring met PWM dimming van LED spots of strips over langere afstand? Ik ben wat onderzoek aan het doen om enkele 230VAC (LED) spots te vervangen door 24VDC spotjes en hier en daar een strip te hangen. Dimmers maak ik zelf met een ESP32 voor PWM signaal en Fairchild mosfet's.

Ik wil graag de drivers hiervoor in de elektrische kast hangen. Maar dat zorgt ervoor dat je al snel 10 tot 15 meter afstand moet overbruggen tot aan het verlichtingselement. Loxone verkoopt een 24V PWM Dimmer die tot 50W per kanaal (2.1A aan 24V) kan PWM kan leveren aan 123Hz tot 30 meter. 2A switching output over dergelijke afstand veroorzaakt dat geen vloedgolf aan EMI?

Als Loxone die dimmers CE gecertificeerd heeft gekregen zou dat OK moeten zijn. Maar alles wat ik op het internet lees zegt dat PWM dimmen met grote stroomsterktes over lange afstand een slecht idee is. Ervaringen?
Klik om te vergroten...
Onze ledstrips worden gedimd door deze: https://www.thewillows.nl/Shop-BG/n...immer-9x10ampere-high-resolution-dinrail.html

Werkt perfect
 
Avilowca zei:
Als Loxone die dimmers CE gecertificeerd heeft gekregen zou dat OK moeten zijn. Maar alles wat ik op het internet lees zegt dat PWM dimmen met grote stroomsterktes over lange afstand een slecht idee is. Ervaringen?
Klik om te vergroten...
CE-markering is allesbehalve een referentie hoor :p
Dat is geen kwaliteitsmerk maar een verklaring van de leverancier op eer.
Die loxone dimmers werken vlot. Als je de EMI niet meet of waarneemt dan is hij er niet zeker :p
Grote stroomsterktes dim je altijd best zo lokaal mogelijk. Niet alleen voor EMI, maar vooral voor de spanningsval.
 
MrKend54l zei:
CE-markering is allesbehalve een referentie hoor :p
Dat is geen kwaliteitsmerk maar een verklaring van de leverancier op eer.
Die loxone dimmers werken vlot. Als je de EMI niet meet of waarneemt dan is hij er niet zeker :p
Grote stroomsterktes dim je altijd best zo lokaal mogelijk. Niet alleen voor EMI, maar vooral voor de spanningsval.
Klik om te vergroten...

Ik ging er zo wat van uit dat Loxone dat getest heeft als in het specificaties staat 2A tot 30 meter aan 123 Hz. Ik weet dat mensen huizen hebben met kasten vol van die dingen, maar toch, op die afstanden is dat toch écht wel een radiomast? Laat staan die dimmer van @sandervdw aan 10A. Daar kan ik wel geen maximum draadlengte van terugvinden.

Heb jij er thuis van Loxone hangen? Afstanden/belasting?
 
Avilowca zei:
Heb je een idee van hoeveel meters kabel er tussen die dimmer in je kast en de strips zit? Wat voor strips gebruik je en hoe lang zijn ze? Ondervind je storing in bijvoorbeeld radio's of luidsprekers?

10A PWM over meters kabel is echt enorm
Klik om te vergroten...
Ik gok op een 20 à 30m afstand, en dan steeds strips van max 5m. op 24V en SMD5050 leds (ik denk 60 per meter).
Tot nu toe enkel problemen bij een inbouwprofiel aan de garage, maar dat heeft met oververhitting van die strips in dat profiel te maken.

Als je lokaal wil dimmen, en wat wil knutselen met Loxberry, is dit nog wel een optie:
https://shelly.cloud/products/shelly-rgbw2-smart-home-automation-led-controller/

Ik heb ook deze in de Home-Theater (voor de loxone RGBW spots) https://nl.aliexpress.com/item/32994144871.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.5fb24c4dwD9bT0 en dat werkt ook gewoon...
 
sandervdw zei:
Ik gok op een 20 à 30m afstand, en dan steeds strips van max 5m. op 24V en SMD5050 leds (ik denk 60 per meter).
Tot nu toe enkel problemen bij een inbouwprofiel aan de garage, maar dat heeft met oververhitting van die strips in dat profiel te maken.

Als je lokaal wil dimmen, en wat wil knutselen met Loxberry, is dit nog wel een optie:
https://shelly.cloud/products/shelly-rgbw2-smart-home-automation-led-controller/

Ik heb ook deze in de Home-Theater (voor de loxone RGBW spots) https://nl.aliexpress.com/item/32994144871.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.5fb24c4dwD9bT0 en dat werkt ook gewoon...
Klik om te vergroten...

En welke 24V voeding gebruik je om die dimmers te voeden? Die Shelly's zijn niet echt van toepassing in mijn geval daar ik mijn eigen dimmers maak.
 
Avilowca zei:
Ik ging er zo wat van uit dat Loxone dat getest heeft als in het specificaties staat 2A tot 30 meter aan 123 Hz. Ik weet dat mensen huizen hebben met kasten vol van die dingen, maar toch, op die afstanden is dat toch écht wel een radiomast? Laat staan die dimmer van @sandervdw aan 10A. Daar kan ik wel geen maximum draadlengte van terugvinden.

Heb jij er thuis van Loxone hangen? Afstanden/belasting?
Klik om te vergroten...
Ze zullen dat wel getest hebben natuurlijk. Maar mijn punt was dat een CE-markering geen fluit zegt.

Wij hebben die loxone din-rail dimmers ja. En ken genoeg installaties waar ze vlot werken. Heb nog geen verhalen gehoord dat ze actief zaken storen. Maar misschien doen ze dat wel.

Voedingen van meanwell zijn trouwens top. Leveren zeer mooie storingsvrije gelijkspanning.
 
sandervdw zei:
https://www.dmlights.be/meanwell_voeding_24vdc_10a_240w_din_rail_110_230v~0BCZ2
Klik om te vergroten...
Ik kan MW ook enkel aanraden (en dat is ne vrij schone prijs bij dmlights ;) ).

My 2cents over uw hele setup: zou het niet beter zijn om uw modules ergens dichter bij de lichten te hangen i.p.v. in de kast (zoals @MrKend54l ook al aanhaalde)?
Ja, ik snap dat in de kast properder is, maar dan zit je wel met alle problemen/opmerkingen die je al aangekaart hebt i.v.m. de afstand.

Als je echt wilt in de kast, kunnen volgende zaken wel helpen:
(Al dan niet shielded) twisted pair om EMC te verminderen.
Serie weerstand en parallel condensator op uw mosfet gate (zal experimenteren worden voor de exacte waardes vermoed ik) om de edge rate van het PWM signaal af te vlakken.
 
the_fox zei:
Ik kan MW ook enkel aanraden (en dat is ne vrij schone prijs bij dmlights ;) ).

My 2cents over uw hele setup: zou het niet beter zijn om uw modules ergens dichter bij de lichten te hangen i.p.v. in de kast (zoals @MrKend54l ook al aanhaalde)?
Ja, ik snap dat in de kast properder is, maar dan zit je wel met alle problemen/opmerkingen die je al aangekaart hebt i.v.m. de afstand.

Als je echt wilt in de kast, kunnen volgende zaken wel helpen:
(Al dan niet shielded) twisted pair om EMC te verminderen.
Serie weerstand en parallel condensator op uw mosfet gate (zal experimenteren worden voor de exacte waardes vermoed ik) om de edge rate van het PWM signaal af te vlakken.
Klik om te vergroten...

Die dimmers zijn niets meer als een microcontroller die een mosfet schakelt met een PWM signaal. Er komt (intern) geen transformator bij kijken. Of ze dan in de kast hangen of bij de lamp maakt niet meer uit (tenzij ik het verkeerd begrijp). Lokaal transfo's plaatsen met de dimmers er achter kan ook. Maar dat is alles behalve een elegante oplossing en op sommige plaatsen zelfs fysiek niet mogelijk. Qua communicatie met de dimmers is de kast wat eenvoudiger. Daar kan het met een simpele RS485 bus. Remote lukt ook maar dan moet het via wifi wat ik liever wil vermijden.

Ik zit hier wat mee vast omdat ik mijn begrip van de problemen met EMI bij PWM niet goed kan rijmen met bijvoorbeeld Loxone die een dimmer verkoopt aan 2A/24VDC en die nog certificeert tot 30 meter. Of zijn Loxone huizen gewoon de nieuwe lokale radiostations? Of het moet zijn dat ze zoals jij ook zegt knappe resultaten behalen met het flankeren van de edge rate.

Thoughts?
 
Misschien heb ik het verkeerd uitgelegd, maar als je modules (bv die QuinLED bordjes waar je het over had) dichter bij de lampen hangt, dan moet het PWM signaal minder afstand afleggen en zal dus minder EMI genereren. Transfo's in de kast en 24V DC naar ginder sturen en dan PWM toepassen zo dicht mogelijk bij het eindpunt.

Maar als de huidige bekabeling dit niet toelaat en je niet via wifi wilt werken, zal dit idd geen oplossing zijn.

I.v.m. Loxone heb ik geen idee, er zijn een aantal mogelijkheden die mij direct binnenspringen:
  • Ze trekken hun niks aan van EMI. Gerate op 2A/24V DC over 30m zegt niks over hoe erg de EMI is :p
  • Ze vlakken de edge rate effectief genoeg af. Het zijn vooral square waves die EMI veroorzaken.
PS: ik moet er wel bijzeggen dat ik geen elektronica/elektromechanice of iets dergelijks van opleiding gedaan heb of er dagdagelijks mee bezig ben. Mijn kennis komt ook vanuit hobby en interesse; dus zal hoogstwaarschijnlijk niet volledig zijn.
 
the_fox zei:
Misschien heb ik het verkeerd uitgelegd, maar als je modules (bv die QuinLED bordjes waar je het over had) dichter bij de lampen hangt, dan moet het PWM signaal minder afstand afleggen en zal dus minder EMI genereren. Transfo's in de kast en 24V DC naar ginder sturen en dan PWM toepassen zo dicht mogelijk bij het eindpunt.

Maar als de huidige bekabeling dit niet toelaat en je niet via wifi wilt werken, zal dit idd geen oplossing zijn.

I.v.m. Loxone heb ik geen idee, er zijn een aantal mogelijkheden die mij direct binnenspringen:
  • Ze trekken hun niks aan van EMI. Gerate op 2A/24V DC over 30m zegt niks over hoe erg de EMI is :p
  • Ze vlakken de edge rate effectief genoeg af. Het zijn vooral square waves die EMI veroorzaken.
PS: ik moet er wel bijzeggen dat ik geen elektronica/elektromechanice of iets dergelijks van opleiding gedaan heb of er dagdagelijks mee bezig ben. Mijn kennis komt ook vanuit hobby en interesse; dus zal hoogstwaarschijnlijk niet volledig zijn.
Klik om te vergroten...
Dan versta ik verkeerd hoe dat PWM circuit werkt. Ik heb het hieronder getekend. Als ik die IC de gate van mijn mosfet laat schakelen dan trek ik via Drain naar Source een squarewave stroom van pakweg 2A aan 24VDC. Zoals ik dat begrijp komt die stroom van mijn 24VDC voeding dan toch in squarewave? Dus als de ledstrip met dimmer IC in de keuken hangt en mijn voeding 15 meter verderop in de kast dan trek ik over een lengte van 30 meter (2x 15) 2A stroom in squarewave.

Trap ik er nu compleet naast?

xpCL4Vy.png
 
Als je het zo doet, klopt je uitleg. Maar dat lijkt mij eerder onlogisch.
Als je via 1 connectie tot je buck converter gaat (voor de 5v voor je controller) en net daarvoor aftakt ga je geen square wave tot daar hebben; want je buck converter gaat continue gevoed worden waarop geen PWM toegepast is. Dan gaat de PWM enkel op het kortere circuit van de LEDs toegepast zijn en is er enkel daar mogelijkheid tot EMI door de square waves. Als je inderdaad een aparte 24V+ aanlegt voor de leds, gaat er daar inderdaad over de hele lengte een square wave zijn en EMI.

Ik heb het ook ff geschetst:
Frj4uy4.png


En wederom: dit is ook hoe ik het begrepen heb, kan zijn dat dit fout is!
 
Neem het van mij aan: stuur die Led gewoon via current control. LED’s zijn stroomgestuurde apparaten. Het mooie ervan is dat je deze heel eenvoudig kunt dimmen door de stroom aan te passen.

Stel je Leds hebben bij volle lichtopbrengst een verbruikstroom van 500mA, dan kan je deze dimmen door de stroom te laten variëren tussen 0 en 500mA.
Kanttekening: in de 1% range van de nominale stroom is het moeilijk de Leds te regelen, maar daar ga je sowieso boven zitten, dus niet echt een issue. In de praktijk ga je ze dus regelen bv tussen 100mA en 500mA.
Het voordeel van de stroomgestuurde werking is dat voor het grootste gedeelte van de stroom/lichtintensiteit curve, deze lineair is. Bij spanninggestuurde werking van leds is dat absoluut niet het geval.

Hoe jij het wou doen, PWM aan de spanning te doen gaat ook. Door de voedingspanning te PWM’en gaat de gemiddelde voedingsspanning omlaag en dus ook de stroom en dus ook de lichtintensiteit. Dit is dus een onrechtstreekse methode, en ondergeschikt aan de stroomgestuurde methode.


Wat betreft de EMI, je bent ochot bezig met een frequentie van rond de 100HZ. Absoluut niks om je zorgen over te maken in jouw toepassing. Het is niet dat je met enkele tientallen kHz of megaHz bezig bent de spanning aan het schakelen.
 
the_fox zei:
Als je het zo doet, klopt je uitleg. Maar dat lijkt mij eerder onlogisch.
Als je via 1 connectie tot je buck converter gaat (voor de 5v voor je controller) en net daarvoor aftakt ga je geen square wave tot daar hebben; want je buck converter gaat continue gevoed worden waarop geen PWM toegepast is. Dan gaat de PWM enkel op het kortere circuit van de LEDs toegepast zijn en is er enkel daar mogelijkheid tot EMI door de square waves. Als je inderdaad een aparte 24V+ aanlegt voor de leds, gaat er daar inderdaad over de hele lengte een square wave zijn en EMI.

Ik heb het ook ff geschetst:
Frj4uy4.png


En wederom: dit is ook hoe ik het begrepen heb, kan zijn dat dit fout is!
Klik om te vergroten...

Ik heb er verder over zitten googlen maar vind niet onmiddelijk een beschrijving (of animatie) van hoe de stroom nu effectief loopt in dat circuit. Die dimmers zijn inderdaad Quinled modules, en ze werken nagenoeg exact zoals het schema dat je daar hebt gepost (zeer knap trouwens hoe maak je dat?) De oplossing zou zijn om te kijken met een scope naar wat er exact gebeurd in die draden van de voeding naar de module. Maar ik denk dat je wel gelijk hebt in hoe jij het beschrijft.

PLCman zei:
Neem het van mij aan: stuur die Led gewoon via current control. LED’s zijn stroomgestuurde apparaten. Het mooie ervan is dat je deze heel eenvoudig kunt dimmen door de stroom aan te passen.

Stel je Leds hebben bij volle lichtopbrengst een verbruikstroom van 500mA, dan kan je deze dimmen door de stroom te laten variëren tussen 0 en 500mA.
Kanttekening: in de 1% range van de nominale stroom is het moeilijk de Leds te regelen, maar daar ga je sowieso boven zitten, dus niet echt een issue. In de praktijk ga je ze dus regelen bv tussen 100mA en 500mA.
Het voordeel van de stroomgestuurde werking is dat voor het grootste gedeelte van de stroom/lichtintensiteit curve, deze lineair is. Bij spanninggestuurde werking van leds is dat absoluut niet het geval.

Hoe jij het wou doen, PWM aan de spanning te doen gaat ook. Door de voedingspanning te PWM’en gaat de gemiddelde voedingsspanning omlaag en dus ook de stroom en dus ook de lichtintensiteit. Dit is dus een onrechtstreekse methode, en ondergeschikt aan de stroomgestuurde methode.


Wat betreft de EMI, je bent ochot bezig met een frequentie van rond de 100HZ. Absoluut niks om je zorgen over te maken in jouw toepassing. Het is niet dat je met enkele tientallen kHz of megaHz bezig bent de spanning aan het schakelen.
Klik om te vergroten...

Daar kijk ik in parallel ook naar maar ik vond weinig informatie over het zelf maken van een dergelijke driver. Hoe werkt dat in de praktijk precies?

Stel ik heb een strip van 24V met de ledjes in parallel en elk een weerstandje in serie. Bouw je dan per strip een IC circuit dat de stroomsterkte stuurt? Is dit hetzelfde als een constant current driver?
 
Daar kijk ik in parallel ook naar maar ik vond weinig informatie over het zelf maken van een dergelijke driver. Hoe werkt dat in de praktijk precies?

Stel ik heb een strip van 24V met de ledjes in parallel en elk een weerstandje in serie. Bouw je dan per strip een IC circuit dat de stroomsterkte stuurt? Is dit hetzelfde als een constant current driver?
Klik om te vergroten...

Idealiter wil je alle leds in serie hebben, dat is het gemakkelijkste voor current control, want dan is de stroom door alle Leds hetzelfde.

Bij parallelle takken is de spanning dan hetzelfde maar de stroom door elke tak hangt af van de weerstand van de desbetreffende tak. Die weerstand hangt af van de voorschakelweerstand per tak alsook de interne weerstand van de led zelf. Deze is min of meer gelijkaardig voor leds van dezelfde soort, maar toch zijn er onderlinge verschillen. In de praktijk worden die weerstand gematcht aan elkaar.

Praktisch voor jou als je de echt zeker wil zijn dat er precies dezelfde stroom door elke tak loopt om de levensduur van alle leds te maximaliseren en eveneens de lichtintensiteit van elke tak hetzelfde wil hebben, dan moet je inderdaad de stroom door elke tak monitoren en terugkoppelen in je controleloop.
De vraag is of dit zinnig is voor ledstrips van enkele euro’s: naar mijn mening niet.
Ga er vanuit dat de weerstand per tak min of meer hetzelfde is en monitor de stroom juist voordat hij zich verdeelt over alle takken.
De stroom kun je meten met een kant-en-klare current sensor of een shunt weerstand. Die waarde van die stroom lees je uit door je controller en aan de hand daarvan ga je de spanning verhogen of verlagen om de gewenste stroom te verkrijgen.
Deze methode noemt inderdaad de constant current method.
 
  • Leuk
Waarderingen: Avi
Avilowca zei:
(zeer knap trouwens hoe maak je dat?)
Klik om te vergroten...
Dit is snel in KiCAD gemaakt.
Ik gebruik KiCAD en Fritzing wat door elkaar eigenlijk, KiCAD stond toevallig nog open :p Fritzing is handiger voor test-designs en breadboard/protoboard designs; KiCAD gebruik ik vooral als ik ook een PCB wil ontwerpen.

En om dan even in te pikken in de andere discussie, PWM vs current dimming: De reden dat er veelal voor PWM gekozen wordt, is de compatibiliteit. Je kan er bijna alles aanhangen. Met current dimming moet je al op voorhand weten welke LEDs je gaat gebruiken en hoe ze aangesloten zijn. Het gaat hé, maar dan zal je bereid moeten zijn om alles te controleren/aan te passen als je eens beslist om een andere lamp te hangen of iets toe te voegen.
Je bent direct ook veel beperkter. De modules die je gaat gebruiken (QuinLED) zijn bij mijn weten zo ontworpen dat ze bijna alles kunnen dimmen dat je er tegenaan smijt. Alsook aansturen van LEDstrips met individueel aanstuurbare RGB(W) LEDs, strips die trouwens bijna uitsluitend parallel zijn.
Als je een uniforme installatie wilt met verschillende lichtbronnen en compatibilteit naar de toekomst/andere LEDs is dit (in mijn ogen!) veel makkelijker.
 
  • Leuk
Waarderingen: Avi
the_fox zei:
Dit is snel in KiCAD gemaakt.
Ik gebruik KiCAD en Fritzing wat door elkaar eigenlijk, KiCAD stond toevallig nog open :p Fritzing is handiger voor test-designs en breadboard/protoboard designs; KiCAD gebruik ik vooral als ik ook een PCB wil ontwerpen.

En om dan even in te pikken in de andere discussie, PWM vs current dimming: De reden dat er veelal voor PWM gekozen wordt, is de compatibiliteit. Je kan er bijna alles aanhangen. Met current dimming moet je al op voorhand weten welke LEDs je gaat gebruiken en hoe ze aangesloten zijn. Het gaat hé, maar dan zal je bereid moeten zijn om alles te controleren/aan te passen als je eens beslist om een andere lamp te hangen of iets toe te voegen.
Je bent direct ook veel beperkter. De modules die je gaat gebruiken (QuinLED) zijn bij mijn weten zo ontworpen dat ze bijna alles kunnen dimmen dat je er tegenaan smijt. Alsook aansturen van LEDstrips met individueel aanstuurbare RGB(W) LEDs, strips die trouwens bijna uitsluitend parallel zijn.
Als je een uniforme installatie wilt met verschillende lichtbronnen en compatibilteit naar de toekomst/andere LEDs is dit (in mijn ogen!) veel makkelijker.
Klik om te vergroten...

Allez mijn interesse is toch gewekt door de discussie rond constant current dimmen. Het grote voordeel daarvan lijkt me dat je met dergelijke opstelling al je drivers mooi in de kast kan plaatsen en geen lokaal radiostation wordt. Maar het nadeel is dan weer dat ik (in theorie) mijn huidige strips niet kan gebruiken. Die zijn allemaal constant voltage. Dat de drivers op maat moeten gemaakt worden is maar een tijdelijk probleem. Op digikey zie ik al heel wat handige IC's.

Waarschijnlijk wordt het eerst een oplossing met PWM als tie over zodat ik wat tijd heb om eigen drivers te maken.
 
Je moet ingelogd zijn om te kunnen reageren. Aanmelden | Registreren
Terug
Bovenaan