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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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cooltwiled1x: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).

Leider gibt es einige Lüftermodelle, die keine Reihenschaltung akzeptieren (z.B. die Modelle von Scythe). Diese drehen sich dann nicht.

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 (Achtung bei Firmwareupdates, wegen der Defaultwerte)!

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 man anschließen?

Die Platine hat 12 Ausgänge. 6x Weiß, 2x Rot, 2x Grün, 2x Blau. Die Farben lassen sich getrennt steuern. Natürlich kann man die Farbkanäle so verwenden, wie man sie braucht (und per Software umbenennen).

Von den hier angebotenen LEDs (10 Watt) können je zwei in Reihe geschaltet werden, d.h. an CoolTWILED können z.B. 12x 10 Watt weiß/blau und 4x 10/20 Watt RGB angeschlossen werden.

Diese Option ist im nachfolgenden Bild zu sehen und auch die Standardkonfiguration:

Die Farbkanäle der RGB-LEDs sind hier einzeln durchnummeriert, um zu verdeutlichen, dass jeder Farbkanal getrennt angeschlossen werden muss. Bei einer anderen, benutzerdefinierten Stromkonfiguration muss der Anschluss natürlich entsprechend den eingestellten Strömen erfolgen (siehe Seite zwei der Rechnung)!

Es ist zudem sehr wichtig, dass alle Ausgänge getrennt verkabelt werden. Kein Strom führender Teil eines LED-Strangs darf Kontakt zu einem Teil eines anderen LED-Strangs (oder auch Gehäuse, Masse, etc.) haben.

Die Anzahlen gelten bei Versorgung der Platine mit 24 Volt. Die Spannung gibt nur einen Anhaltspunkt für die maximale Anzahl der LEDs. Ansonsten ist sie unerheblich, da LEDs mit konstantem Strom betrieben werden. Die LED-Treiber jedes Ausgangs halten den Strom konstant auf dem eingestellten Wert. Dabei müssen keine zwei LEDs in Reihe angeschlossen sein, es geht auch eine einzelne. Der Wirkungsgrad sinkt dann nur um etwa 5%. 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. Alternativ können Ausgänge auch ganz offen bleiben, wobei dann natürlich gar kein Strom fließt.

Es sollte nichts anderes als LEDs an die Ausgänge angeschlossen werden. Also keine Lüfter o.ä. Dafür existieren auf der Platine zwei richtige Lüfterports.

Reichen diese LEDs nicht, können mehrere Platinen miteinander gekoppelt werden.

Ich habe eigene LEDs. Wie viele kann ich anschließen?

Bei wenig Elektronik-Vorkenntnissen empfehle ich grundsätzlich, lieber die empfohlenen LEDs von dieser Seite einzusetzen. Diese sind einzeln getestet, die Ströme sind bekannt, es gibt Support und passende Anschlusspläne. Zu LEDs von Drittherstellern habe ich keine weiteren Informationen, da ich diese nicht verwende (wenn Fragen auftauchen, schaut bitte jeder selbst in das entsprechende Datenblatt). Daher kann ich dort grundsätzlich keine Aussagen treffen oder Empfehlungen aussprechen!

Ansonsten gilt im Allgemeinen:

  • Maximalströme der LEDs beachten.
  • Kein Strom führender Teil eines LED-Strangs darf Kontakt zu einem Teil eines anderen LED-Strangs (oder auch Gehäuse, Masse, etc.) haben. Es muss also sichergestellt sein, dass die Anoden und Kathoden der LEDs gegenüber der Kühlfläche elektrisch isoliert sind (nachmessen).
  • Auf einzelne LED-Chips bezogen, sind bei Versorgung der Platine mit 24 Volt je Ausgang 0 bis 6 LEDs anschließbar, d.h. je Platine insgesamt maximal 12*6 = 72 LEDs.
  • Wenn das Netzteil etwas mehr als 24 Volt liefert, gehen möglicherweise auch bis zu 7 einzelne LEDs je 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 (also bitte kein 30-Volt-Netzteil verwenden).

LED-Stripes / Gemeinsame Kathode oder Anode

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

Eine gemeinsame Anode setzt die Stromregelung außer Kraft, d.h. dass solche LEDs dann nur in Ausnahmefällen funktionieren: Wenn die LEDs Vorwiderstände besitzen und die Netzteilspannung gleich der Nennspannung der LEDs ist (das ist bei Stripes häufig so). Eine Gewähr gibt es dazu 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)

CoolTWILED 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.

PowerTWILED 1.x (Slave für höhere Ströme) kann an CoolTWILED 1.x nicht angeschlossen werden.

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 R1+ → Rot LED1 → Rot LED2 → Ausgang R1-
  • Ausgang R2+ → Rot LED3 → Rot LED4 → Ausgang R2-
  • Ausgang G1+ → Grün LED1 → Grün LED2 → Ausgang G1-
  • Ausgang G2+ → Grün LED3 → Grün LED4 → Ausgang G2-
  • Ausgang B1+ → Blau LED1 → Blau LED2 → Ausgang B1-
  • Ausgang B2+ → Blau LED3 → Blau LED4 → Ausgang B2-

Siehe auch der Anschlussplan weiter oben auf dieser Seite. Bei einer anderen, benutzerdefinierten Stromkonfiguration muss der Anschluss natürlich entsprechend den eingestellten Strömen erfolgen (siehe Seite zwei der Rechnung)!

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 USB als auch per 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.

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! Gründe für Fehlübertragungen können z.B. Störungen und/oder zu lange/schlechte USB-Kabel sein.

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 (BD675). 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 0,5-1 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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