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Aquarium-LED-Beleuchtung (Meerwasser und Süßwasser) selbst bauen - Sonnenaufgang, Sonnenuntergang, Wolken, Gewitter, Blitze und Mondphasen simulieren


News (01.02.2017)

BlueTWILED und die meisten LEDs sind auf Lager und sofort lieferbar.

Auf Anfrage sind auch BlueTWILED 2.x SLAVE mit Lüfterports erhältlich (d.h. es sind dann zwei zusätzliche Lüfter je Platine anschließbar).

Interessant für Meerwasser-Aquarien: Es sind wieder einige UV- und cyanfarbene LEDs auf Lager.

Bitte die Preisänderungen bei den Platinen beachten. Die Bundles sind teilweise noch etwas günstiger geworden.

Diesjährige Betriebsferien voraussichtlich vom 25.08. bis 08.09.2017.


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Bei Fragen bitte immer zuerst die betreffenden Seiten unter „Aktuell bestellbar“ gründlich lesen. Bestellungen bitte per Mail.


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bluetwiled1x:faq

FAQ

Installation

Was brauche ich sonst noch? Welches Netzteil ist zu empfehlen?

Die Platinen werden mit 24 Volt Gleichspannung versorgt.

Zur Berechnung der benötigten Netzteilleistung die Leistungen aller LEDs addieren und etwa 10% Reserve einplanen.

Z.B. Netzteile von Meanwell sind zu empfehlen. Beispielsweise:

Diese Netzteile müssen selbst mit einem Netzkabel versehen werden, also ggf. mitbestellen. Bei der Gelegenheit bitte auch an Kabel für den Anschluss der Platine sowie der LEDs denken.

Bei Ebay lohnt sich auch ein Blick.

Welche Lüfter brauche ich? Sind auch mehr oder weniger als zwei Lüfter möglich?

Als Lüfter zur Kühlung der LEDs gehen zum Beispiel diese hier (oder auch viele andere aus dem PC-Bereich): http://www.reichelt.de/Gehaeuseluefter/AC-FAN-12/index.html?ACTION=3&GROUPID=801&ARTICLE=109061&SHOW=1&START=0&OFFSET=16&;PROVID=2402 Die beiden Lüfterports der Platine sind in Reihe geschaltet, daher bietet es sich an, zwei 12-Volt-Lüfter, wie die eben genannten, zu verwenden. Bei Versorgung der Platine mit 24 Volt bekommt jeder Lüfter daher die korrekte Spannung (daher bitte auch zwei identische Lüfter verwenden).

Versorgt man die Platine mit 12 Volt oder hat einen einzelnen Lüfter, der mit 24 Volt läuft, funktioniert das natürlich auch. Aufgrund der Reihenschaltung der beiden Ports muss man dazu aber einen überbrücken (beispielsweise durch den Jumper).

Bitte einen Lüfter-Strom von 1 A nicht überschreiten und bitte auch keinen einzelnen Lüfter mit 12 Volt verwenden, wenn man ein Netzteil mit 24 Volt einsetzt. Das kann sowohl den Lüfter als auch den Port auf der Platine latent überlasten. Wenn es doch nötig sein sollte, bitte den Lüfter-Regler nur bis etwa 20% aufziehen!

Es lassen sich auch vier identische Lüfter paarweise parallel (über zwei Y-Kabel) betreiben. Der Strom ist dann doppelt so hoch, wie mit je einem Lüfter pro Ausgang.

Warum verschiedene Ausgangsströme? Kann man nicht einfach herunter dimmen?

Herunter dimmen ist nicht das Gleiche, wie einen geringeren Strom einzustellen: Dimmung erfolgt über PWM, d.h. es fließt abwechselnd Strom und dann wieder keiner (dies geschieht mit hoher Frequenz). In der Zeit, in der der Strom fließt, fließt exakt der eingestellte Strom. Wenn die LEDs z.B. nur 700 mA vertragen, sollte man auch nur maximal 700 mA einstellen (siehe Datenblatt). Es kann sonst sein, dass die LEDs schneller altern.

Können die Ausgangsströme nachträglich geändert werden?

Die Ströme lassen sich im Nachhinein ändern. Allerdings wird man nur sehr schwierig noch herankommen, weil zwischen Klemmen und Spulen wenig Platz ist. Es sei denn, man lässt die Klemmen z.B. von vornherein weg. Auf der Unterseite der Platine ist eine kleine Widerstandstabelle. Es gilt I = 100mV / R. Parallelschaltung der Widerstände erhöht den Strom jeweils um den angegebenen Betrag (je 3 parallel geschaltete Lötpads für Widerstände sind vorhanden):

R100 (0,1 Ohm):  1000 mA
R220 (0,22 Ohm):  455 mA
R300 (0,3 Ohm):   333 mA
R330 (0,33 Ohm):  303 mA
R470 (0,47 Ohm):  213 mA
R620 (0,62 Ohm):  161 mA

Das ist das Sortiment, das ich z.B. verwende.

Nur für den Fall, dass bei Lieferung einige Spulen vorbestückt waren: Falls ein Ausgang max. 350 mA lieferte, sollte dort kein Strom über 500 mA eingestellt werden, da die verwendeten Spulen u.U. dann nicht für einen höheren Strom ausgelegt sind.

Gibt es passende Gehäuse / komplette Leuchten zu erwerben? Ist die Platine auch fertig gelötet erhältlich?

Die auf der Seite angebotene Elektronik vertreibe ich ausschließlich als Platinenbausätze. Fertiggeräte darf ich leider nicht anbieten (somit ist Lötwerkzeug und Fachwissen erforderlich). IR-Universalfernbedienung (optional) und Netzteil sind ebenfalls nicht im Lieferumfang enthalten.

Passende LEDs, die sich bei mir im jahrelangen Einsatz bewährt haben, sind hier verlinkt.

Ein Gehäuse mit Aluplatte zur ausreichenden Kühlung, Lüftern etc. muss jeder selbst konstruieren, wobei die Seite Kundenbeispiele sicher einige Anregungen liefert. Bohrschablonen für die Befestigungslöcher verschiedener Hardwareversionen sind hier zu finden.

Als Alternative biete ich jedoch aktuell (solange der Vorrat reicht) mit ECOTWILED 1.x inkl. Gehäuse/LEDs einen kombinierten Gehäuse- und Platinenbausatz für kleinere Leistungen bis ca. 80 Watt an (Breite 48 cm).

Bohrschablonen

Bohrschablonen für die Befestigungslöcher verschiedener Hardwareversionen sind hier zu finden: Bohrschablonen

Löten

Beim Umgang mit Elektronik bitte die üblichen Vorkehrungen treffen, um elektrostatische Aufladungen zu vermeiden. Also beispielsweise keine Kleidung mit Wollanteil oder Schuhe mit Gummi- oder Plastiksohlen tragen. Man sollte ab und an einen geerdeten Gegenstand berühren und die Platine sowie auch sonstige Bauteile, wenn nicht anders nötig, nur an nichtmetallischen Stellen berühren (Kanten, Gehäuse).

Zum Equipment: Ganz wichtig ist, dass der Lötkolben temperaturgeregelt ist. Am besten eine Lötstation verwenden und maximal 360 Grad einstellen. Ich empfehle breite Lötspitzen mit Meißelform (wegen der besseren Wärmeleitung). Lötzinn mit Flussmittelseele, Stärke am besten 0,5 mm. Privat darf verbleit gelötet werden und wenn keine Bleifrei-Erfahrung vorhanden ist, dann ist das auch zu empfehlen.

Außerdem selbstverständlich bei den Bauteilen die Polarität beachten (nicht nötig bei den Spulen). An den Elko-Positionen ist auf der Platine am entsprechenden Pin ein + aufgedruckt.

Bitte sorgfältig löten! Korrekturen sind oft schwer möglich. Bedrahtete Bauteile immer bis zum Anschlag durchstecken und möglichst gerade einlöten, dabei erst wenig Lötzinn verwenden und bei Bedarf noch etwas zugeben. Keine anderen Bauteile mit der Lötspitze berühren.

Vor der Inbetriebnahme darauf achten, dass keine losen Zinnreste einen Kurzschluss verursachen können. Gleiches gilt natürlich auch für lose Kabel, ein freiliegendes Display oder den Temperatursensor.

Dennoch bitte keine Reinigungsversuche mit z.B. Lösungsmitteln durchführen! Das Risiko ist zu hoch, dass Rückstände dann Kurzschlüsse (zwischen den Pins der Treiber) erzeugen.

LEDs

Wie viele LEDs kann ich anschließen?

Die Platine hat 12 Ausgänge, die sich alle getrennt steuern lassen. Über die Windows-Software oder eine IR-Universalfernbedienung lassen sich die einzelnen Kanäle umbenennen, z.B. „Kanal A“ in „Weiß“.

Pro Ausgang lassen sich je nach Netzteilspannung LEDs in Reihe schalten, bei 24 Volt 6 Stück. Bei den hier angebotenen LEDs sind intern schon je 3 in Reihe geschaltet, daher kann man von diesen folglich 2 an jeden Ausgang anschließen:

Ich habe eigene LEDs. Wie viele kann ich anschließen?

Auf einzelne LED-Chips bezogen, gehen insgesamt 12×6 = 72 LEDs (alle Farben zusammengerechnet), bei 24 Volt. Braucht man mehr, kann man mehrere Platinen koppeln (Master-Platine und ein oder mehrere Slave-Platinen).

Wenn das Netzteil etwas mehr als 24 Volt liefert, gehen auch 7 einzelne LEDs ohne Probleme pro Ausgang. Die Meanwell-Netzteile besitzen einen Potentiometer, mit dem man die Spannung noch bis etwa 27 Volt erhöhen kann. Die maximale Eingangsspannung beträgt 30 Volt, wobei man immer etwas Sicherheitsabstand halten muss (kein 30-Volt-Netzteil verwenden)

Der Wirkungsgrad ist maximal, wenn man so viele LEDs, wie möglich, an einen Ausgang anschließt. Trotz des hohen Wirkungsgrads fallen natürlich ein paar Watt Abwärme an, speziell, wenn man alles an der Grenze betreibt. Die Spulen erzeugen etwas Wärme und auch die LED-Treiber auf der Unterseite. Generell ist es zu empfehlen, den Luftstrom der LED-Lüfter so zu lenken, dass die Platine auch etwas davon abbekommt. Ausgänge dürfen natürlich auch leer gelassen werden. Dann fließt dort kein Strom. Bei wenig Elektronik-Vorkenntnissen empfehle ich grundsätzlich, lieber die empfohlenen LEDs von dieser Seite einzusetzen. Die Ströme sind bekannt, es gibt Support und passende Anschlusspläne.

LED-Stripes / Gemeinsame Kathode oder Anode

(RGB-)LEDs mit gemeinsamer Kathode funktionieren prinzipbedingt NICHT an der Treiberplatine.

Dies gilt auch für Stripes, wobei Stripes mit gemeinsamer Anode und integriertem Vorwiderstand funktionieren sollten. Garantie gebe ich darauf aber keine. Stripes mit einzelnen Anschlüssen für jede Farbe (Kathode und Anode) wurden von verschiedenen Kunden schon erfolgreich eingesetzt.

Grundsätzlich empfehle ich persönlich Stripes jedoch nicht, da sie in den Bereichen Helligkeit, Energieeffizienz, Preis/Leistung und Lebensdauer jeweils entscheidende Nachteile gegenüber Hochleistungs-LEDs haben.

LEDs mit z.B. 30 oder 50 Watt (oder mehr)

BlueTWILED 1.x kann maximal 1200 mA pro Ausgang liefern. Die maximale Eingangsspannung beträgt 30 Volt, wobei man immer etwas Sicherheitsabstand halten muss (kein 30-Volt-Netzteil verwenden). Das hat zur Folge, dass die Idealbelegung zwei LEDs mit je 10 Watt in Reihe pro Ausgang ist.

Will man LEDs einsetzen, deren Werte darüber liegen, kann PowerTWILED 1.x (Slave für höhere Ströme) weiterhelfen. Das ist eine reine Slave-Platine, wird über das Temperatursensorkabel an BlueTWILED 1.x angebunden und liefert Ströme zwischen 1500 und 3000 mA (bitte bei der Bestellung für die Ausgänge A-F angeben). Zudem sind bis zu 40 Volt am Eingang möglich. Will oder muss man letztere Möglichkeit einsetzen, sind zwei Netzteile nötig (Näheres siehe Anleitung).

Wie sind die RGB-LEDs anzuschließen?

Die drei Farben der RGB-LEDs werden getrennt angeschlossen. Das ist wichtig, da die Ausgänge der Platine keinen Kontakt untereinander haben dürfen.

Beispiel für die Standardkonfiguration:

  • Ausgang G+ → Rot LED1 → Rot LED2 → Ausgang G-
  • Ausgang H+ → Rot LED3 → Rot LED4 → Ausgang H-
  • Ausgang I+ → Grün LED1 → Grün LED2 → Ausgang I-
  • Ausgang J+ → Grün LED3 → Grün LED4 → Ausgang J-
  • Ausgang K+ → Blau LED1 → Blau LED2 → Ausgang K-
  • Ausgang L+ → Blau LED3 → Blau LED4 → Ausgang L-

(siehe Anschlussplan; weiter oben auf dieser Seite)

Softwarefragen

Sind Software- oder Firmwareupdates kostenlos? / Wird die Software mitgeliefert?

Bei Auslieferung des Platinenbausatzes ist der Mikrocontroller bereits mit einer aktuellen Firmware programmiert. Die Windows-Software zur Steuerung und zum Aktualisieren der Firmware (ebenfalls im Archiv vorhanden) findet man auf dieser Seite. Es lohnt sich, die Seite hin und wieder zu besuchen, da es kostenlos Updates gibt, wenn neue Funktionen implementiert wurden.

Wie kann ich die Uhrzeit einstellen? Muss das Netzteil die ganze Zeit laufen?

Man kann die aktuelle Uhrzeit (Stunde und Minute) sowohl per Windows-Software als auch per IR-Fernbedienung einstellen. Ansonsten läuft das Programm auf der Platine an der Uhrzeit der Position 0 los (siehe Seite „Anleitung“ für eine genauere Erklärung). Deshalb kann man eine Zeitschaltuhr verwenden und nachts alles stromlos machen (dann fließt kein Standby-Strom durch das Netzteil). Beispiel anhand des Defaults: Position 0: 10:00 Uhr, 0 % Weiß, 0% Rot, 0% Grün, 0% Blau. Zeitschaltuhr schaltet um 10:00 Uhr ein. → Platine bekommt Strom und läuft bei der korrekten Uhrzeit los. Kurz vor 23:00 Uhr ist alles dunkel, daher lässt man die Zeitschaltuhr um 23:00 Uhr alles abschalten.

Man kann die Platine aber natürlich auch 24/7 durchlaufen lassen, wenn man z.B. von einer kontinuierlichen Temperaturmessung mit der Zusatzplatine profitieren möchte. Kurze Stromausfälle werden überbrückt (einige wenige Sekunden), d.h. die Uhr läuft dort weiter, wo sie aufhörte.

Alternativ ist folgendes anschließbar: CoolTWIClock 1.x (gepufferte Echtzeituhr).

Probleme und deren Behebung

Nach dem Aktualisieren der Firmware reagiert die Platine nicht mehr / das Display bleibt dunkel

Um die Firmware erneut aufspielen zu können, kann der Bootloader beim Start erzwungen werden. Dazu steckt man im ausgeschalteten Zustand den Jumper auf „JMP“ (siehe Anleitung; wie beim Programmieren der Fernbedienung, nur eben im ausgeschalteten Zustand). Wird der Strom dann eingeschaltet, sollte das Display blinken (ohne Text) und der Bootloader wieder von der Windows-Software gefunden werden. Nach dem Aktualisieren der Firmware nicht vergessen, den Jumper wieder abzuziehen!

BT-Verbindungsprobleme

Einige Windows-Fehlermeldungen (in der Software angezeigt) und deren Beseitigung:

Unable to open com port (Error: 5, „Zugriff verweigert“)

Eine andere Anwendung blockiert den COM-Port. Das kann z.B. Modem-/Telefonie-/Fax-Software sein. Wurde der richtige COM-Port ausgewählt? Eventuell hilft es auch, Windows neu zu starten.

Unable to open com port (Error: 1168, „Element nicht gefunden“)

Wenn diese Meldung wiederholt auftritt, hilft ein Reset der Platine (Netzteil kurz aus- und wieder einschalten).

Unable to open com port (Error: 121, „Das Zeitlimit für die Semaphore wurde erreicht“)

Bitte vergewissern, dass das Gerät eingeschaltet ist, sich im Empfangsbereich befindet und der korrekte COM-Port ausgewählt wurde. Möglich ist auch, dass das Signal zu schwach ist, sodass Windows noch keine BT-Verbindung herstellen konnte:

Gegen Verbindungsprobleme, die mit der Empfangsqualität / Schirmung zusammenhängen, helfen am besten Lüftungsschlitze oder ein Ausschnitt im Gehäuse am BT-Modul. Das ist auch für den IR-Sensor von Vorteil.

Die Reichweite ist natürlich nicht beliebig groß. Sollte aber auch die nackte Platine (ohne Gehäuse) nicht von Windows gefunden werden, sollte man folgendes versuchen:

Netzteil der Leuchte einige Minuten vom Strom trennen, währenddessen das Gerät unter Windows entfernen, Windows neu starten. Dann Netzteil wieder mit Strom versorgen und das Gerät unter Windows neu suchen und hinzufügen. Anschließend nur noch die aktuellste Software verwenden.

Außerdem kann es passieren, dass das verwendete Netzteil stört. Viele Netzteile sind potentialfrei. Dann hilft es, Masse zu erden (GND mit PE verbinden), um sekundärseitig eindeutige Potentiale zu erzwingen.

PWM-Summen

Dimmen per PWM kann ein leises Summen erzeugen. Es sollte nicht störend sein. Falls doch, heißt das, dass das Gehäuse im PWM-Takt mitschwingt. Kunststoffunterlegscheiben bei der Befestigung der Platine können helfen. Man kann den Takt aber auch verändern, siehe Windows-Software „Expertenoptionen“. „Optionen / Seite 'Expertenoptionen' einblenden“. Der „PWM-Prescaler“ kann dort verändert werden. Je höher der Wert, desto niedriger die Frequenz. Standard ist 20, das ergibt ca. 300 Hz. Nach einer Änderung ist ein Speichern im EEPROM und Neustart der Platine erforderlich. Ein kurzes Wechseln des Modus sollte mit der aktuellen Firmware aber auch reichen (z.B. Auto → Manuell → Auto).

Prescaler 3 ergibt 1,5 kHz Prescaler 10 ergibt 555 Hz Prescaler 20 ergibt 291 Hz Prescaler 50 ergibt 120 Hz Prescaler 100 ergibt 60 Hz (nicht empfohlen)

Zu dünne Versorgungskabel (vom Netzteil zur Platine) können die Geräuschentwicklung negativ beeinflussen (infolge des hohen Widerstands bricht die Spannung an der Platine periodisch ein).

Wenn das alles nichts hilft, gibt es noch eine Radikalkur: Auslöten der Ausgangskondensatoren (SMD). Diese sind auf der Unterseite zwischen den LED-Klemmen. Das ist aber nur zu empfehlen, wenn LEDs und Platine im gleichen Gehäuse (Abdeckung) sitzen und die Kabel sehr kurz sind.

Lüfter: Fehlersuche und -behebung

Die meisten Probleme im Zusammenhang mit Lüftern entstehen dadurch, dass die verwendeten Lüfter keine Reihenschaltung akzeptieren. Dann hilft nur, die empfohlenen Lüfter zu verwenden (wahlweise siehe oben bei „Geht auch nur ein einzelner Lüfter?“).

Die Lüfteranschlüsse sind in Reihe geschaltet, davor liegt in einer Reihe die Spule und davor ein Transistor (dessen Pin 2, also der Mittlere). Zwischen diesem Pin und +24 Volt sollte man (wenn der Lüfter laufen soll) eine Spannung messen. Als nächstes kann man den Transistor selbst testen (der BD675, der in Reihe mit beiden Lüfterports und der Spule ist). Das geht auch im eingebauten Zustand. Dazu muss unbedingt das Netzteil und die Lüfter abgeklemmt werden. Das Multimeter auf „Diodentest“ stellen, negative Elektrode des Multimeters an Pin 2. Positive Elektrode an Pin 1 bzw. 3 sollten jeweils etwa 0,5-0,7 Volt zeigen. Wenn keine Diodentestfunktion da ist, geht natürlich auch die normale Durchgangsmessung, auf die gleiche Art. Dann darf man dort in beiden Fällen keinen Kurzschluss messen. Beim Tauschen des Transistors unbedingt die Polarität beachten.

Das PWM-Signal für die Lüftersteuerung liegt über einen Widerstand an Pin 3 des Transistors an.

Ausgang X tut nicht, was er soll (z.B. immer aus oder an)

Wenn ein Softwareproblem auszuschließen ist, können folgende Tests bei der Diagnose weiterhelfen:

Im Bereich der Stromversorgungsklemme befindet sich eine Sicherung, die man bei stromloser Platine leicht mit einem Multimeter testen kann.

Grobe Prüfung der LED-Treiber (der Chip mit 6 Pins vor jedem Ausgang auf der Unterseite) bei stromloser Platine: LEDs abklemmen, Multimeter in den Diodentestmodus schalten, positive Multimeterelektrode an Platineneingang „Minus“ und negative Multimeterelektrode an zu testenden Ausgang „Minus“. Es ergeben sich Werte von etwa 0,5-0,6 Volt (Ausgangsstufe im Treiber ist ok). Zweite Messung: Negative Multimeterelektrode an Platineneingang „Plus“ und positive Multimeterelektrode an zu testenden Ausgang „Minus“. Es ergeben sich Werte von etwa 0,1-0,2 Volt (Diode ist ok). Beide Messwerte sind temperaturabhängig (je wärmer, desto kleiner).

Die Widerstände zur Stromeinstellung kann man grob testen, indem man bei stromloser Platine den Widerstand zwischen Platineneingang „Plus“ und dem jeweiligen Ausgang „Plus“ misst. Das sollten weniger als 1 Ohm sein. Wenn die Widerstände durch z.B. einen Kurzschluss beschädigt sind, misst man höhere Werte.

Man kann vorsichtig prüfen, ob das PWM-Signal am LED-Treiber korrekt anliegt. Vor jedem Chip sitzt ein 3k-Widerstand, fast direkt am Rand der Platine. Bei 100% sollte man im Betrieb 5 Volt über dem Widerstand messen. Bei 0% entsprechend 0 Volt.

Man vergleiche auch die Messwerte verschiedener Ausgänge untereinander. Sind die Ausgänge laut Tests ok, sind womöglich Lötstellen durch Verbiegen der Platine (z.B. beim Aufstecken des Displaysteckers) defekt. In diesem Fall kann man versuchen, die Pins des LED-Treibers mit Heißluft und etwas Flussmittel nachzulöten.

Selbstverständlich wird vor Auslieferung jeder Ausgang auf korrekte Funktion und korrekten Strom geprüft. Beschädigungen des LED-Treibers können durch z.B. Überhitzung, statische Entladungen, Kurzschlüsse, Fehler in der Verkabelung, Verbiegen der Platine oder Wasser auftreten. Wenn das nötige Equipment zum Tauschen bzw. Nachlöten des/der Chips nicht vorhanden ist, biete ich dies selbstverständlich gerne inklusive Reinigung und Test an und berechne normalerweise nicht mehr als 20-30 EUR inkl. MwSt plus Versand: mail@webtemp.org. Bitte nicht ungefragt Lüfter oder andere Leuchtenteile an mich verschicken. Wichtig: Elektronik bitte zum Versand ESD-sicher verpacken! Keine Austauschplatinen ohne vorherige Reparaturversuche.


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