Was muss ich tun, um den Dimmbereich von LED-Lampen zu erhöhen?

Ich bin im selben Boot. Als ich das Haus, in dem ich mich befinde, umgestaltet habe, habe ich so viel LED-Beleuchtung wie möglich installiert und der Rest ist Halogen. Was ich gelernt habe, ist, dass der Dimmbereich vollständig auf dem Treiber in der LED-Lampe basiert. Und die meisten LED-Lampen dimmen nur auf etwa 20-30 % ihres Maximums.

Ich bin sicher, Sie wissen, wie Dimmer funktionieren, aber für diejenigen, die dies nicht tun, ist es im Grunde ein superschneller Schalter, der das Licht sehr schnell ein- und ausschaltet. Bei Glühlampen funktioniert dies perfekt und bietet einen schönen, gleichmäßigen Dimmbereich. Bei LED/CFs ist es ein Alptraum für sie, damit umzugehen. Um dies zu umgehen, müssen sie tatsächlich über zusätzliche Schaltkreise verfügen, um das Ein / Aus-Muster zu interpretieren und damit die Helligkeit zu steuern. Während der Ein-Phase ziehen sie zusätzliche Energie, um das Licht auch während der Aus-Phase mit Strom zu versorgen. Bei LEDs reduziert der Treiber die Spannung zu den LED-Elementen, schaltet sie aber nie wirklich aus. Was also normalerweise für eine Glühlampe auf fast nichts gedimmt würde, ist für eine LED ziemlich hell, weil sie während dieser Einschaltphase 2-3x so viel Watt zieht, um die Kondensatoren geladen und das Licht am Laufen zu halten.

TL;DR; Bei LEDs müssen Sie nach High-End-Lampen suchen, die tatsächlich ihren Dimmbereich angeben.

Jetzt werden wir hoffentlich nicht lange mit analogen Glühlampen-Dimmern festsitzen, die digitale Glühbirnen antreiben. Es gibt ein paar Standards, die versuchen, für reines digitales Dimmen Fuß zu fassen. Diese funktionieren, indem sie den Strom eigentlich nie dimmen, sondern stattdessen ein digitales Signal auf der Stromleitung senden, um der Glühbirne mitzuteilen, dass sie dimmen soll. Stellen Sie sich eine Philips Hue -Glühbirne vor, die von einem Lichtschalter anstelle eines drahtlosen Hubs gesteuert wird. Aber im Moment sind keine auf dem Markt für Produkte auf Verbraucherebene.

Die LED ist die dimmfreundlichste Lichtquelle, die je hergestellt wurde. Das Problem ist, dass die meisten Leute schraubbare „Glühlampen-Ersatz“-LED-Module mit veralteten Dimmschemata** verwenden, die für Glühlampen gedacht sind (die einfach nicht die Verfeinerung haben, um im niedrigen Bereich gut zu funktionieren). Dies ist der hässlichste Hack im Elektrodesign und führt zu hässlichen Hack-Ergebnissen.

Wenn Sie ein so großer Fan des Dimmens sind, sollten Sie nach besseren Möglichkeiten zum Dimmen suchen . Es gibt einige.

LEDs wollen dimmen

Eine native, unbearbeitete LED dimmt fehlerfrei und bietet eine äußerst raffinierte Steuerung. Direkt aus der Rutsche gibt es zwei Kontrollmethoden, die sehr gut funktionieren. Eines unpraktisch für den Gelegenheitsbastler, das andere leicht zugänglich.

Dimmen durch Strombegrenzung . Rohe LED-Emitter müssen stromgesteuert sein oder sie werden sich selbst braten. Dies geschieht durch eine Treiberschaltung, die einen bestimmten Strom ausgibt und die Spannung variiert, um diesen Strom zu treffen. Alle LED-Datenblätter testen und bewerten sie bei bestimmten Strömen . Aber das Datenblatt listet einen maximalen Strom auf – Sie können sie mit jedem niedrigeren Strom betreiben . Und wenn Sie dies tun, ist die Helligkeit ungefähr proportional.

Ein bestimmter LED-Emitter kann einen spezifizierten Strom wie 350 mA und einen maximalen Strom von 1400 mA haben. Wenn Sie es 35 mA senden, erhalten Sie ungefähr 1/10 Spezifikationslicht. Bei 3,5 mA etwa 1/100 Spezifikationslicht. 0,35 mA, 1/1000. Ich habe ein 3000-mA-36-V-Array mit etwa einem Milliampere betrieben und eine winzige Menge Licht herausgeholt, gerade genug, um zu erkennen, welche Farbe der Emitter hatte. Es gibt keine Begrenzung, wie dunkel Sie gehen können , vorausgesetzt, der Treiber kann so niedrig werden, und Sie haben die Aufgabe des Herstellers, den Treiber an die LED-Emitter anzupassen, die Emitter zu kühlen, sie in ein brauchbares Produkt einzubauen usw.

Das Erstellen eines benutzerdefinierten Strombegrenzungstreibers liegt außerhalb des Lichtbastlers, aber möglicherweise finden Sie kommerzielle LED-Treiber, die dies für Sie tun, z. B. mit einem 0-10-V-Dimmsystem (der Typ, der in kommerziellen Beleuchtungen verwendet wird).

Dimmen durch Pulsweitenmodulation . Viele 12-V-LED-Produkte verwenden einfach einen Widerstand zur Strombegrenzung. Dies bedeutet, dass die LEDs etwas unterschätzt werden – sie können nicht mit Spitzenleistung laufen – aber es bedeutet auch, dass Sie die LEDs sehr, sehr, sehr schnell ein- und ausschalten können . Dies ermöglicht das Dimmen durch Pulsweitenmodulation – das Licht hat eine Helligkeit von 50 %, weil es 50 % der Zeit eingeschaltet ist. 1 % Helligkeit, weil es 1 % der Zeit eingeschaltet ist. Der volle Arbeitszyklus tritt Hunderte Male pro Sekunde auf, viel zu schnell, um es zu sehen. PWM-Dimmen ist für Bastler einfach, die Produkte auf 12-V-Widerstandsbasis und billige, handelsübliche Hardware verwenden, die überall bei eBay, Amazon, in Geschäften usw. erhältlich ist. Top-Marken wie Leviton stellen sogar Module her, die mit PWM-Dimmen „gut spielen“.

Ein Dimmer oder RGB-Controller macht die Impulse mit genug Kraft, um eine beträchtliche Menge an LED-Licht direkt anzusteuern - wie 130 Watt (etwa 700 Watt Glühlampe). Wenn Sie mehr brauchen , können Gadgets namens Verstärker viel mehr treiben.

Wenn Sie also nicht mögen, wie „niedrig“ die kommerziellen PWM-Dimmer/Controller gehen können – es ist durchaus in Reichweite eines Bastlers , Ihren eigenen Controller mit einem Arduino oder Raspberry Pi zu bauen. Und speisen Sie den schwachen Ausgang des Adruino in einen handelsüblichen Verstärker , um die Lichter richtig zu steuern .

Es gibt bessere Dimmprodukte

Es gibt auch kommerzielle Dimmtechnologien. Ein Beispiel ist das „0-10V“-System. Dabei sendet der Dimmer ein Signal (offensichtlich 0-10 Volt) über ein separates Kabel an LED-Treibermodule, die dieses Signal verstehen. Und dann können sie so dunkel werden, wie es das Treiberdesign zulässt. (Die LED selbst bietet keine untere Grenze). Es geht also nur darum, eine hochwertige Leuchte oder einen Treiber zu finden, der 0-10 V zum Dimmen benötigt.

Intelligente Schalter/Steuerungen sind eine weitere Möglichkeit, dies zu lösen. In diesem Fall verwenden sie entweder a) Kommunikationskabel, b) ein Funkschema oder c) modulierende Signale über die Stromleitung, um zwischen einem intelligenten Dimmer und den intelligenten LED-Leuchten zu kommunizieren. Es ist ein digitales Signal, das genau angibt, wo die Helligkeit eingestellt werden soll. Theoretisch ist dies also ein praktikabler Weg, um jede Helligkeit zu erhalten, mit der der Fahrer umgehen kann. Das kann natürlich bei der Umsetzung vermasselt werden, entweder mit einem Treiber, der mit „sehr dimmen“ nicht gut zurechtkommt, oder mit zu grob gewählten digitalen „Notches“.

** Veraltete Dimmschemata wie Vor- oder Nachlaufsteuerung, wie diese heruntergekommenen veralteten Dinger , die auf dieser Seite aufgeführt sind. Diese Dimmer sind mit einem MANDATE ausgestattet, um abwärtskompatibel mit Glühlampen zu sein - tatsächlich eingeschaltet

Dies ist ein kompliziertes Thema, da es sehr subjektiv ist und auch die Helligkeitswahrnehmung des Menschen sehr ungenau (nichtlinear) ist.

Unter den vielen Schwierigkeiten beim Vergleich von LED-Dimmung mit altmodischem Glühlampen-Dimmen:

• LED-Lampen dimmen einfach nicht so stark.
• Einige LED-Lampen veröffentlichen Dimmspezifikationen (z. B. „auf 10 % dimmbar“), aber da das menschliche Auge die Helligkeit so schlecht vergleichen kann, kann es schwierig sein zu sagen, was das tatsächlich bedeutet. Wenn Sie diese Spezifikation für Ihre aktuellen Glühbirnen finden, hilft Ihnen das bei der Suche nach einer mit besseren Eigenschaften.
• Glühbirnen werden röter, wenn sie dunkler werden, aber die meisten LEDs behalten dieselbe Farbe, was es schwierig machen kann, die richtige "Stimmungsbeleuchtung" zu bekommen, bei der es sowohl um Farbe als auch um Helligkeit geht. Einige LEDs sind besser darin – ich weiß, dass ich eine LED-Lampe gesehen habe, die als wärmer in der Farbe beworben wird, wenn sie dimmt (wie Glühlampen), z. B. die Philips WarmGlow BR30-Lampe . Sie können auch diese ausgefallenen Farbwechsellampen erhalten, die auf fast jede Farbe oder Helligkeit eingestellt werden können.

Ich weiß, dass diese Seite von bestimmten Markenempfehlungen abrät, aber ich habe einige Philips BR30-Leuchten in meinem Wohnzimmer und sie dimmen ziemlich gut (nicht die farbverändernde Variante, die ich oben erwähnt habe). Ich habe auch einige Cree-LED-Lampen und diese scheinen nicht so stark zu dimmen.

Anscheinend ist hier ein Schalter zu bekommen: Lutron TGCL-153PH (TGCL-153PH-WH für Weiß). Dies hat ein an der Vorderseite angebrachtes Einstellrad, um die minimale Dimmleistung einzustellen , sodass Sie Ihre LED/CFLs dort einstellen können, wo Sie sie möchten. Das Zifferblatt wird dann von der Frontplatte verdeckt. Ich habe diese noch nicht ausprobiert, werde das aber diese Woche tun. Sie sind bei Amazon, Home Depot und Lowes erhältlich und haben eine maximale Leistung von 150 Watt, was für die meisten LED/CFL-Installationen in Ordnung ist (oder 600 Watt für Glüh-/Halogenlampen). Und sie werden auch als "einpolig/3-Wege" bezeichnet. Sie kosten +/- $20,00. Es gibt auch Lutron-Dimmer im Decora-Stil mit ähnlichen Einstellrädern.

Selbst bei Dimmern, die speziell für LED- oder CFE-Leuchten entwickelt wurden, werden Ihnen die Hersteller mitteilen, dass LEDs mit ihren Produkten nicht so stark gedimmt werden wie Glühlampen. Wenn Sie eine bessere Low-End-Helligkeit wünschen, hier sind meine beiden Ideen.

Erstens: Beim Spielen mit ein paar LED-Glühbirnen auf einer Bank mit einem Variac wird deutlich, dass sie sehr schön gedimmt werden können, fast bis zu einem Leuchten, das man nur im Dunkeln sehen kann! Aber die einzigen Variacs, die ich habe oder gesehen habe, sind riesig, teuer und für viel höhere Wattzahlen ausgelegt, als Sie jemals für eine LED oder sogar eine Reihe von LEDs benötigen würden. Aber wenn irgendein Hersteller einen Variac für kleine Lasten herstellt, der in eine Wandplatte passen könnte, würde er eine vollständige Palette an Steuerung bieten. Sie wären wahrscheinlich nicht so leicht zu drehen wie ein Topf, aber es ist eine Lösung.

Hier ist eine andere Lösung, die zumindest für das untere Ende der Helligkeit praktischer ist. Heutzutage ist es nicht schwierig, kleine Kondensatoren bis etwa 5uF bei 200WVDC zu finden. Beim Experimentieren mit einer Bank von 8 dimmbaren 40-Watt-äquivalenten (5 tatsächlichen) LED-Lampen ersetzte ich mehrere Kondensatoren in Reihe mit der Last. Interessanterweise boten 2,5 uF eine Beleuchtungsstärke, die ungefähr der minimalen Helligkeit entsprach, die ich vor dem Abschalten mit einem Standarddimmer erreichen konnte. Außerdem stellte ich fest, dass ich bis zu etwa 0,5 uF das Äquivalent einer sehr niedrigen Nachtlichteinstellung erreichen konnte, wobei das einzige Problem darin bestand, dass kleine Herstellungsunterschiede zwischen den verschiedenen Glühbirnen sehr offensichtlich wurden. Aber der Punkt ist, da Kondensatoren keine Energie verschwenden (noch aufheizen), könnte es möglich sein, einen Drehwahlschalter mit mehreren Positionen zu verwenden,WENN Sie damit zufrieden waren, einfach eine Position als vollen Helligkeits-Bypass zu verdrahten. Denn jenseits von etwa 5 uF werden solche Nicht-Elektrolytkondensatoren mit höherer Spannung zu groß, um die Idee praktisch umzusetzen.

Einfaches ELV- vs. MLV-Dimmen. Überprüfen Sie das Licht, wenn es MLV ist, stellen Sie sicher, dass Sie einen MLV-Dimmer haben. Wenn Sie ein ELV-Licht haben, setzen Sie einen ELV-Dimmer ein. Funktioniert gut. Da muss man schon etwas neugieriger werden. Natürlich ist es dann Liniendimmung oder 0-10. Sie möchten sich nicht mit 0-10 befassen, da Sie zusätzliche Kabel hinzufügen müssen.