Elektronik Anfänger Hausbeleuchtung

Dieses Thema im Forum "Technik" wurde erstellt von Türmer, 12. März 2021.

  1. Türmer

    Türmer Neues Mitglied

    Hallo,
    da ich keine Ahnung von Elektrik habe, und zur Probe mal ein Modellhaus mit einer LED-Beleuchtung versehen möchte, wollte ich Euch fragen, was ich dazu kaufen muß. Im Internet habe ich viele Vorschläge mir angeschaut, aber bin nicht so richtig schlau draus geworden. Vielleicht ist ja jemand unter Euch, der auch ganz klein angefangen hat. Oder nennt mir eine Firma, die um Rat bitten kann. Ich bin für jede Unterstützung dankbar.
    Schönes Wochenende
    Türmer

    Märklin H0, MS2, C-Kreis
     
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  2. Atlanta

    Atlanta Renommiertes Mitglied

    Moin Türmer,

    wieviel Volt hat deine Spannungsquelle welche du für die Hausbeleuchtung einsetzen willst?
    Welche Stromart liegt vor?
    • AC ~ Wechselstrom
    • DC = Gleichspannung

    Mit welchen LEDs möchtest du deine Hausbeleuchtung realisieren?
    Was steht im Datenblatt zu den LEDs bezüglich Stromaufnahme in mA.
    Mit welcher Betriebsspannung willst du die LEDs betreiben?

    DC = Gleichspannung ist etwas trickreich und es hängt unter Umständen auch von der Leitungslänge ab und dem Leitungsquerschnitt Ø in mm² der verwendet werden soll.

    Ist die Hausbeleuchtung oder der Schalter zum Ein- und Ausschalten weit vom Verbraucher also der LED entfernt, so kann der Leitungswiderstand eine Rolle spielen, der bei der Berechnung mit berücksichtigt werden muß.

    Eine pauschale Aussage kann dabei leider nicht getroffen werden, denn für jede Art von LEDs gelten andere Werte der Stromaufnahme in Milliampere und der Durchlaßspannung in Volt und der Betriebsspannung in Volt, die man Wissen muß, um den richtigen Widerstand berechnen zu können.

    Viel einfacher ginge es mit Microglühlampen, wenn man diese mit 16 Volt AC ~ Wechselstrom betreibt.
    Man hat nur zwei Leitungen, eine davon wird über einen Schalter geführt anschließen und fertig.

    Bei der Gleichspannung mit LEDs wird es komplizierter, man kann es aber auch etwas vereinfachen, in dem man beim Gebäude, welches beleuchtet werden soll den Wechselstrom über einen Gleichrichter gleichrichtet und dann die LEDs anschließt und dennoch muß man die Informationen aus dem technischen Datenblatt der LEDs wissen.

    Aus eigens gemachter Erfahrung empfielt es sich die Gleichspannungsleitungen so kurz wie möglich zu halten, die Widerstandsrechnerei ist ziemlich nervig, weswegen ich immer wieder auf Mikroglühlampen setze, auch wenn diese heutzutage als "nicht mehr zeitgemäß" verschrien sind.

    Schönen Gruß,

    Ingo
     
  3. Zetti

    Zetti Neues Mitglied

    Hallo, ich denke, dass ich da schon gut helfen kann.
    LED sind eine feine Sache! Und bei den dort fließenden Strömchen spielt der Querschnitt der Leitungen eigentlich keine Rolle mehr, da Du nur ein Haus beleuchten willst. Also: wenn Du 12V Gleichspannung hast kannst Du zum Beispiel die Vissmann- LEDs(es gibt auch im Netz sehr schöne E5-LEDsmit 12V) einfach so mit zwei dünnen Drähten/Litzen direkt anschließen. Da braucht Du auch keine Polarität beachten. LEDs haben verschiedene Farbtöne, für eine Hausbeleuchtung bietet sich eigentlich warmweiß an, ist aber Geschmackssache.
    Mit Wechselstrom würde ich hier nicht anfangen. Die 12V Gleichspannung kannst Du aus einem preiswerten Steckernetzteil gewinnen für den Anfang reicht da ein ganz einfaches. Besser ist es gleich ein stärkeres zu kaufen. Es sollte 12V stabilisierte Gleichspannung haben und ca. 3Ampere belastbar sein, damit kannst Du chon eine ordentliche Anlage aufbauen.
    Viel Spaß!
     
    Benzin & Diesel im Blut gefällt das.
  4. Jetzt würde mich auch noch die Beleuchtung meiner 8 Gebäude, vielleicht noch das CT Gelände + ein paar Strassenlaternen interessieren.
    Womit kann man das unkompliziert realisieren ? Möchte es fast unsichtbar, aber auf der Platte, verlegen. Habe schon einen kleinen Stecker als Trafo und Anschlußleisten 5er,10er gesehen, aber auch Kupferstreifen, die ich auch interessant finde.

    Freue mich über Tipps

    Gruß, MANNI
     
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  5. Atlanta

    Atlanta Renommiertes Mitglied

    Moin Manni,

    bei der Hausbeleuchtung gibts mehrere Möglichkeiten.

    Soll das Licht dimmbar sein, empfielt es sich Mictoglühlampen zu verwenden die haben so um 30 mA und können ohne Vorwiderstände an DC = Gleichstrom oder AC ~ Wechselstrom mit 0 – 18 V Spannung betrieben werden.
    Glühlampen strahlen nach allen Richtungen ab, werden aber auch ganz schön warm bei längerem Betrieb.

    Viele Modellbahner schwören auf LEDs, diese wiederum gibt es in unterschiedlichsten Bauformen und Farbvarianten einzeln aber auch mit mehren Farben als Baustein und um die nötigen Vorwiderstände braucht man sich unter Umständen auch nicht mehr zu kümmern, das Spektrum umfaßt mehrere unterschiedliche Betriebsspannungen, für die sie gebaut sind, zum Beispiel 5 V, 12 V oder 24 V DC = Spannung
    Will man sie an AC ~ Wechselspannung betreiben sollte man die Wechselspannung gleichrichten, dazu kann man fertige Gleichrichter einsetzen oder sich diese aus Dioden selber bauen. Zur Spannungsglättung werden noch Kondensatoren benötigt, Baupläne dazu gibts zu Hauf im Internet.

    Ältere analoge Modellbahnsteuergeräte (Trafos) haben ausgangsseitig eine regelbare Gleisspannung und ggfs. eine feste 16 V AC ~ Wechselspannung für Magnetartikel, Weichenstellmotoren oder Hausbeleuchtungen oder sonstigen Zubehörartikeln.

    Verwendet man die weißen Märklin Trafos hat man sogar eine regelbare Wechselspannung zwischen 0 und m. E. 18 V oder 20 V.
    Nicht dem Umschaltimpuls verwenden, der zerstört
    jede elektrische Schaltung die nicht darauf ausgelegt ist, 24 V AC zu vertragen. Man kann den Stellknopf mit einer Sperre blockieren, damit er mal nicht versehentlich in diese Richtung über den Nullpunkt gedreht wird, hierfür mit Heißkleber ein Stück Holz so ankleben, daß der Drehschalter nicht nach Links über den Nullspannungspunkt gedreht werden kann.

    Bei Trafos der anderen Firmen ist die Regelbare Fahrspannung zwischen 0 und 12 V bzw. 14 V oder 18 V.

    Ich hatte meine Hausbeleuchtungen mit mehreren Stromkreisen und mit dimmbarer Wechselspannung ausgelegt und nur Mikroglühlampen verwendet, so brauchte ich mich nicht um die Widerstandsrechnereien zu kümmern.

    Schönen Gruß,

    Ingo
     
  6. Moin Ingo,
    danke ... will da nichts mit Dimmer, einfach nur, daß ich abends die Gebäude und ggf. Teilbereiche etwas mit LED`s ausleuchten kann.
    Habe schon Trafo´s gesehen, z.B. "Steger" mit Verteilerleiste für 5 LED Anschlüsse. Denke mal, daß mich so ein Shop dann auch beraten kann?!
    Gruß
    MANNI
     
  7. Atlanta

    Atlanta Renommiertes Mitglied

    Moin Manni,

    Ich habe mich mal bei Steger schlau gemacht, dort wird im Datenblatt ein Hinweis auf die Anleitung gegeben worin steht, daß ab Steckertrafo die Gesamtkabellänge 10 m betragen darf und der Leitungsquerschnitt ø 0,14 mm² bis 0,2 mm² nicht übersteigen darf damit entweder 5 Mikroglühlampen zu je 3,5 V und 20 mA oder 50 LED Birnchen mit zusammen je 10 LEDs und 3,5 V Betriebsspannung und 20 mA Stromaufnahme gleichhell leuchten.

    Mal so nebenbei erwähnt, das geht mit der bewährten Modellbahntechnik weitaus besser mit wesentlich mehr Beleuchtungsmitteln wenn man auf die Versorgungsspannung von DC = Gleistrom auf AC ~ Wechselspannung umstellt.

    Denn in der Niederspannung verursacht Gleichspannung einen nicht zu vernachlässigen Leitungswiderstand, der bei längeren Leitungen zu einem erheblichen Spannungsabfall führen kann, was sich negativ auf die anschließbare Länge der Leuchtmittel auswirken kann.

    Wenn die Zuleitung zwischen Trafo und Leuchtmittel recht lang ist, das ist so aus der Steger Zeichnung ersichtlich, deren Zuleitung zum Verteiler mit 1,8 m angegeben ist, dann verbleiben insgesamt 8,2 m Zuleitung zu den Leuchtmitteln was bei 5 Verteileranschlüssen jeweils 1,64 m maximaler leitungslänge entspricht um entweder jeweils 1 Mikroglühlampe oder jeweils 10 LED zu verwenden.
    164 cm für 10 LEDs sind heruntergerechnet 16,4 cm maximale Leitungslänge pro LED wenn jeweils 10 davon kaskadenförmig angeschlossen werden dürfen.

    Für meinen persönlichen Geschmack, nicht brauchbar.

    Besser wäre es mit 16 V AC ~ Wechselspannung soweit wie möglich zum zu beleuchtenden Objekt vorzudringen und erst vor Ort eine Gleichspannung zu erzeugen Mittels Gleichrichter oder die LEDs an die Wechselspannung anzuschließen.

    Schließt man eine LED mit entsprechendem Vorwiderstand an Wechselspannung an, beginntr diese mit der Frequenz von 50 Hertz an zu blinken, das Licht wird 50 × in der Sekunde an und aus geschaltet, das menschliche Auge reagiert aber zu träge und nimmt dieses blinken nicht wahr, so daß der Eindruck einer dauerhaft leuchtenden Lichtquelle entsteht.

    Fa. Viessmann macht das so bei der Signalbeleuchtung bei Formsignalen, wenn diese an den Schaltausgang für Magnetartikel angeschlossen werden, die mit 16 V AC ~ Wechselstrom versorgt werden.

    Bei einem Gemeinschaftsprojekt hatten wir mehre Häuser mit mehreren beleuchteten Zimmern, so um zu bei 40 Straßen- und Bahnsteiglampen und mit drei Stromkreisen bei der Hausbeleuchtung über einen alten Märklintrafo an dessen regelbaren 0 V bis 20 V AC ~ Wechselstromausgang geschaltet ohne nennenswerte Probleme mit der Leistung zu haben, so dimmten wir die Beleuchtung, damit die Glühlampen nie voller Helligkeit leuchteten.
    Wir verwendeten Mikroglühlampen zwischen 20 mA und 30 mA Stromaufnahme. Dort wo LEDs zum Einsatz kamen, wurden die Versorgungsspannung gleichgerichtet.

    Schönen Gruß,

    Ingo
     
  8. Atlanta

    Atlanta Renommiertes Mitglied

    Moin Kollegen,

    Ich muß aber auch noch erwähnen, zur guten Hausbeleuchtung, muß das Gebäude vorher erst noch dafür fit gemacht werden, denn einfach ein Haus zusammen kleben und mit irgend einer Beleuchtung zu versehen, ganz so leicht, ist es nun auch wieder nicht.

    Viele Gebäudehersteller sparen am Material, um die Produktionskosten bezahlbar niedrig zu halten, das fällt besonders bei britischen Gebäudeherstellern auf, deren Polysterene Mauerplatten hauchdünn sind und im Gegensatz zu den hierzulande üblichen PVC oder Polystyrol Bausätzen erhebliche Unterschiede aufweisen.

    Die Lichtdurchlässigkeit ist das große Problem.

    Hält man die Gebäudeteile gegen eine helle Lichtquelle und das Material erscheint von hinten nach vorne durch die Teile zu leuchten, dann müssen die Teile vor dem Zusammenbau erst noch farblich behandelt werden, bzw. nachdem das unterste Geschoß errichtet wurde.

    Manche Gebäudehersteller legen aus dickerem Papier oder Zeichenkarton, schwarze Bögen bei, die zusammengeklebt in das Modell gestülpt werden, um der Lichtdurchlässigkeit entgegen zu wirken.
    Die großen Schwachstellen sind und bleiben auch dabei weiterhin die Gebäudeecken, wo Licht weiterhin ungehinder hindurchscheinen kann, was es nicht soll.

    Was an Licht von Außen nach Innen durchscheint ist uns egal, uns interessiert, was von Innen versucht, nach Außen durchzuscheinen, das wollen wir verhindern.

    Dazu brauchen wir eine gut deckende schwarze Farbe.

    Die Modellbahnfarben aus Acryllack oder Emaillack auf Terpentin oder Wasserbasis sind hierfür viel zu teuer, da sie in zu geringen Mengen angeboten werden.

    Abtönfarbe aus dem Baumarkt gibts für sehr wenig Geld in brauchbaren Größen von 400 g bis 1000 g Flascheninhalt.

    Die Farben schwarz, weiß, grün, braun und blau sollte man sich zulegen, man braucht sie mal immer wieder.

    Die Gebäudeteile werden von der Innenseite schwarz angestrichen, nach dem Trocknen mit einer Taschenlampe abends oder in einem abgedunkeltem Raum die Lichtprobe machen, scheint noch irgend etwas an licht durch, ist die betreffende Stelle mit einem zweiten ggfs. satteren Anstrich zu versehen, in den Gebäudeecken nicht sparsam sein.

    Zimmer, die man möglicherweise noch einrichten will aber beleuchtet sein sollen, benötigen später noch einen weißen Anstrich mit einem deckenden Weiß.

    Dispersionsfarbe gibt es auch in 1 Kg Dosen oder Eimern, auch diese Mindemenge ist preislich noch im Rahmen auch wenn gleich die Kosten höher ausfallen werden als für Abtönfarbe in gleicher Menge.

    Noch günstiger ist es bei der Renovierung sich etwas abzuzweigen.

    Fenster bei Modellen, deren durchsichtiges Fenstermarial nicht mit Gardinen beklebt werden soll, so daß man etwas von der Inneneinrichtung sieht, geben auch den Blick frei auf die Wände, Decken und Fußböden, die man dann auch gestalten sollte.

    Die Zeiten, eine einfache Sockelleuchte in ein Haus zu stellen sind nun endgültig vorbei.

    Durch die zunehmende Miniaturisierung der Leuchtmittel kann man sich Lampen basteln die zielgerichtet abstrahlen und die zu beleuchtenden Objekte andtrahlen.

    Als durchsichtiges Fenstermatetial haben sich Blisterverpackungen gut bewährt, aus denen sehr dünne Glasscheiben ausgeschnitten werden können.

    Will man störende Fingerabdrücke vermeiden, dann eben OP Handschuhe oder Baumwollhandschuhe tragen.

    Klebstoffe nur sehr dünn und punktuell auftragen aber auch nicht zu wenig, die Glasscheiben sollen sich ja auch nicht später wieder ablösen.

    Glasscheiben von Innen auf die weiß getünchte Wand kleben und mit Tapete oder Gardinen kaschieren.

    Tapeten und Fußböden kann man sich miz einem Farbdrucker selber herstellen, hat man keinen Drucker dann mscht man das irgendwie anders und malt das frei Hand oder macht sich die Mühe mit Holzplanken Fußböden auszulegen.

    Inneneinrichtungsgegenstände gibts von Preiser oder den anderen Figuren- oder Zubehörherstellern.

    Will man Räume zu unterschiedlichen Zeiten beleuchten, benötigt man mehrere Stromkreise mit je einem Leuchtmittel, diese müssen nicht an gleicher Stelle sitzen.

    Zum Einfügen beleuchteter Räume empfiehlt es sich eine Raumteilung auszudenken und eine Zwischendecke einzuziehen in der durch kleine Löcher hindurch die Leuchtmittel nach unten abstrahlen können.

    Mit einer LED schafft man es nicht, einen Raum komplett zu beleuchten, dafür ist der Abstrahlwinkel der LED zu gering.

    Hierbei haben sich Mikroglühlampen bestens bewährt, sie strahlen das Licht gleichmäßig nach allen Seiten ab.

    Wem die Leuchtmitel von den Modellbahn Zubehörherstellern wie Märklin, Viessmann, Brawa oder Busch zu teuer sind, kann ja auf die Elektronikkaufhäuser Conrad oder Völkner zurückgreifen, Reichelt wäre aber günstiger, hat aber nicht immer Alles, was man braucht.
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    Innenraumgestaltung in H0 Frisörsalon

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    Tante Emma Laden mit Gemüseladen

    Kabel werden nach unten geleitet, die Zuleitungen können dabei recht lang werden, je nach Gebäudegröße oder Höhe sind auch sehr große Kabellängen möglich.

    Ähnlich wie beim Brückenbau mit Holzbalken unterschätzt man sehr oft den Materialaufwand an Kabellängen bei Hausbeleuchtungen.

    Ich verwende drei Beleuchtungszeiten:
    • Tag, die meisten Leuchten sind abgeschaltet
    • Abend, viele Leuchten sind eingeschaltet
    • Nacht, einige Leuchten, am Abend noch An waren, sind nun Aus.

    Straßenbeleuchtungen werden Abends angeschaltet, brennen aber die ganze Nacht hindurch, bis sie am Morgen erlöschen.

    Auch tagsüber sind einige Beleuchtungen aktiv, z. B. in Geschäften und Werbeschildern, sollen sie zu allen Zeiten leuchten, müssen sie dreifach ausgeführt werden.

    Über drei Schalter kann ich die Beleuchtungen ansteuern.

    1.) Tag
    Tagschalter --> Ein
    Abend- u. Nachtschalter --> jeweils Aus
    2.) Abend
    Tag- u. Abendschalter --> jeweils Ein
    Nachtschalter --> Aus
    3.) später Abend
    Tagschalter --> Aus
    Abend- u. Nachtschalter --> Ein
    4.) Nacht
    Tag- u. Abendschalter --> Aus
    Nachtschalter --> Ein
    5.) früher Morgen
    Tagschalter --> Ein
    Abendschalter --> Aus
    Nachtschalter --> Ein

    Die Kabellitzen, welche von den jeweiligen Leuchtmitteln kommen werden an einigen Stellen zusammengeführt, dazu verwendet man Leitungen mit größerem Leitungsquerschnitt, würde man alle Leitungen mit sehr geringem Leitungsquerschnitt ausführen, beispielsweise mit Ø 0,14 mm², dann würde sich das bei DC = Gleichspannung negativ auswirken und die Beleuchtungsmittel dunkel bleiben, weil der Leitungsquerschnitt maßgeblichen Einfluß durch seinen Leitungswiderstand hat.

    Der Elektronenfluß des gleichgerichteten Stromes wäre gestört und es könnte kein Strom mehr fließen, was sich dann in einem Wärmestau bishin zum Brand bemerkbar macht.

    Bei AC ~ Wechselstrom hingegen spielt der Leitungsquerschnitt nicht eine so wesentlich große Rolle, er macht sich zwar auch bemerkbar und der Elektronenfluß wäre auch etwas beeinträchtigt aber nicht ganz so dramatisch, wie beim Gleichstrom.

    Also müssen wir an den Stellen wo mehrere dünne Leitungen mit geringem Leitungsquerschnitt zusammentreffen, Versorgungsleitungen mit größerem Leitungsquerschnitt bereitstellen, so daß der Elektronenfluß sichergestellt ist und es zu keinen Störungen durch Stauungen kommt.

    Ein Leitungsquerschnitt von Ø 0,75 mm², 1 mm², 1,5 mm² oder 2,5 mm² ist mehr als ausreichend für diesen Zweck, um absolut sicher zu gehen wähle einen der Leitungsquerschnitte aus die fett markiert sind. Dabei ist es fürchterlich egal ob du nun flexible Leitungen aus Einzeladerlitzen oder starre Kabel aus einem dicken Kupfedraht verwendest, wir arbeiten hierbei mit Niederspannung unter 50 Volt.

    Wenn die Zuleitungen zu den Schaltern schon aus einem dickeren Leitungsquerschnitt bestehen, müssen natürlich auch die Leitungen vom Schalter bis zur Spannungsquelle aus der selben Stärke verwendet werden, sonst bringt das nichts.


    Schönen Gruß,

    Ingo
     
    Zuletzt bearbeitet: 22. September 2021 um 11:02 Uhr
  9. Moin Ingo, wieder mal perfekt beschrieben ... das kann man sich gut vorstellen
     
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  10. Atlanta

    Atlanta Renommiertes Mitglied

    Moin Kollegen,

    da die maximale Zeichenzahl in Beiträgen auf 10.000 Zeichen begrenzt ist, hier der zweite Teil.

    Zur Sicherheit sei nochmal an das Ohm'sche Gesetz erinnert:

    Spannung U in Volt = Widerstand R in Ohm × Stromstärke I in Ampere

    U = R × I

    Wird nach dem Widerstsnd gefragt, stellt man die Formel einfach um.

    R = U : I

    Wird nach der Stromstärke gefragt lautet die Formel wie folgt.

    I = U : R

    LEDs sind Light Emitting Diodes also Licht abstrahlende Dioden. Sie können nur in eine Richtung eingebaut werden und es ist immer wichtig zu wissen wie herum man sie einbaut, baut man sie falsch herum ein bleibt sie dauerhaft dunkel, da sie wie normale Dioden auch von einer Seite eine Sperre haben, die den Stromfluß der Elektronen nur in eine Richtung zulassen nämlich von + zu , man kann das bei LEDs normalerweise am längeren Beinchen oder der abgeflachten Seite oder einer sonstigen Markierung erkennen welche Seite der + Pol ist.

    An der + Seite sollte ein Vorwiderstand vorgeschaltet werden, wie groß dieser zu sein hat, muß man sich errechnen.

    Für jede der Lichtfarben der LEDs gibts unterschiedliche Durchlaßspannungswerte, die man aus dem technischen Datenblatt zur jeweiligen LED Bauserie entnehmen kann.

    Hat man für die betreffende Lichtfarbe die entsprechende Durchlaßspannung ermittelt muß man noch die Versorgungsspannung wissen, an der die LED betrieben werden soll.

    Für unterschiedliche Versorgungsspannungen gibt es auch unterschiedliche LEDs mit wiederum unterschiedlichen Durchlaßspannungen je Lichtfarbe, sonst wäre es ja auch zu einfach.

    Wir wollen nun den benötigten Schutz- bzw. Vorwiderstand ermitteln.

    Versorgungsspannung in Volt Durchlaßspannung in Volt : Stromstärke in Ampere = Widerstand in Ohm

    Liegt der ermittelte Widerstand unter einem Wert der Normreihe, ist der nächst höhere Wert der Normreihe zu verwenden.

    Glücklicherweise gibt es aber heutzutage aber auch LEDs mit bereits richtigem Vorwiderstand als Baugruppe, so daß man nur noch auf die Betriebsspannung achten muß, diese Bauteile können aber im Beschaffungspreis höher liegen als bei Bauteilen zum selber zusammenbauen.

    Schönen Gruß,

    Ingo
     

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