Acht Fehler, die man bei der Installation von LED-Stripes vermeiden sollte

Hallo liebe Leser_innen,

das Planen und Umsetzen eigener Projekte macht viel Spaß, jedenfalls dann, wenn der Plan auch aufgeht. Heute möchten wir Ihnen ein paar Fehler vorstellen, die dem Erfolg Ihres Beleuchtungsprojekts einen Strich durch die Rechnung machen können und die Sie daher tunlichst vermeiden sollten.

1) Zu dunklen LED-Streifen gewählt

Falls Sie sich bei der Auswahl eines LED-Streifens zwischen mehreren Alternativen schwertun, nehmen Sie im Zweifel die hellere Variante, gerade, wenn Sie ihn dauerhaft in einem Wohnraum installieren. LED-Streifen können auf verschiedenste Arten und Weisen gedimmt werden, per Funk, Spracheingabe oder per klassischem Wandbedienelement. Diesem Thema werden wir uns bald detailliert annehmen, bleiben Sie gespannt.

2) Helligkeit des LED-Streifens nimmt zum Ende hin ab

Nimmt die Helligkeit des LED-Streifens deutlich ab, ist wahrscheinlich ein LED-Streifen mit zu geringer Spannung, der Streifen zu lang oder zu wenige Einspeisepunkte gewählt worden, möglicherweise auch eine Kombination dieser Faktoren. Wird ein LED-Strip mit einer Länge von mindestens drei Metern verbaut, sollte man nach Möglichkeit 24V Varianten verwenden, da diese sich aufgrund des niedrigeren Stroms bei gleicher Leistung gegenüber den Ausführungen mit 12V Betriebsspannung weniger stark erhitzen (s. Punkt 6).

12V LED-Bänder sollten nicht länger als fünf Meter sein und dann entweder mittig  oder besser noch zweimal eingespeist werden. 24 V LED-Streifen können hingegen bis zu zehn Meter am Stück betrieben werden, wenn sie mittig oder mehrfach eingespeist werden.

3) LED-Streifen hat eine ungewollte Lichtfarbe

Dies kann sowohl bei einfarbigen, weißen LED-Streifen vorkommen als auch bei RGB-LED-Streifen. Bei einfarbigen, weißen LED-Streifen sollte zunächst einmal die bevorzugte Lichtfarbe gewählt werden. Warmweißes (Farbtemperatur X ≤ 3300 Kelvin) Kunstlicht ist in Nord- und Mitteleuropa sehr weitverbreitet, klassische Glühfadenlampen haben eine Farbtemperatur zwischen 2600 und 2800 Kelvin. Neutralweiß (3300 K ≤ X ≥ 5300 K) wird gern in der Küche, Büro oder Badezimmer verwendet, tageslichtweiß (X ≥ 5400 K) hingegen wird oft in der Foto- und Videografie verwendet, da es dem Licht der Sonne am ehesten entspricht. Auch wird es in Ländern, in denen die durchschnittliche Jahrestemperatur sehr hoch ist, gern verwendet, da das kalte Licht auch Kühle ausstrahlt.

Ist man sich bei der Auswahl der genauen Farbwiedergabe unsicher oder möchte diese im Laufe des Tages anpassen, empfiehlt sich ein weißdynamischer LED-Streifen (CCT), auf dem warmweiße und tageslichtweiße LEDs in einem Chip verbaut sind. Über einen Controller kann dann die gewünschte Lichtfarbe ausgewählt werden, indem die LEDs in der gewünschten Helligkeit leuchten und sich warmweißes und tageslichtweißes Licht mischt.

Wichtig ist zudem auch eine hohe Farbwiedergabetreue des Leuchtmittels, der im Wert Ra auf nahezu jedem Leuchtmittel angegeben wird. Dieser Wert sollte für Wohnräume mindestens 80 betragen, hervorragende LED-Leuchtmittel  erreichen Werte von 90 und mehr.

Einen umfangreichen Blog zur Lichtqualität von Kunstlicht finden Sie hier.

Anstelle von RGB-LED-Streifen sollten Sie zudem über die Verwendung von RGBW-LED-Streifen nachdenken. Durch die zusätzlichen weißen LEDs, die mit den RGB-LEDs in Betrieb gemischt werden können, ergibt sich eine deutlich größere Farbpalette. Zudem können die weißen LEDs auch zur  klassisch-neutralen Raumbeleuchtung beitragen, während RGB-LEDs für die Akzentbeleuchtung eingesetzt werden.

4) Falsches Netzteil ausgewählt

Für die Verwendung eines LED-Streifens sollte in jedem Fall ein Gleichspannungsnetzteil verwendet werden, da die LEDs sonst durch die Wechselspannung stark flackern würden. Zudem sollte das Netzteil mindestens zehn Prozent mehr Leistung bereitstellen, als der LED-Streifen maximal aufnehmen kann. Andernfalls kann das Netzteil anfangen zu blinken, wenn es über einen Überlastschutz verfügt (Over Power Protection =  "OPP"), im schlimmsten Fall verstirbt es vorzeitig durch Überlast.

Soll ein klassischer Einbaudimmer vor den Netzteilen verbaut werden, muss der Dimmer kapazitive Lasten (in diesem Fall das Netzteil) ansteuern können. Dies zeigt der Buchstabe C auf dem Dimmer an, die untere Abbildung zeigt die Dimmerklassen an.

Aber auch das Netzteil muss eingangsseitig dafür geeignet sein, gedimmt zu werden, was nur selten der Fall ist. Meist wird dies durch die Angabe „Dimmable LED Power Supply with Leading or Trailing Edge Dimmer“ gekennzeichnet. Wird ein Niedervoltdimmer zwischen Ausgang des Netzteils und LED-Streifen platziert, so ist die Dimmfunktion meist problemlos ausführbar, günstige Netzteile neigen aber manchmal zum Brummen oder Summen. Für diesen Fall haben sich unsere hochwertigen Netzteile der Firmen Blulaxa und MeanWell bewährt.

5) Unzureichender Kabelquerschnitt zum LED-Streifen

Oft wird ein LED-Streifen an einem Ort installiert, an dem kein Platz für ein optisch störendes Netzteil ist. Aber ein dünnes, weißes Kabel lässt sich doch schnell und unauffällig verlegen. Eine solche Fehlannahme kann schnell gefährlich werden und zum Kabelbrand führen.

Die unten aufgeführten Tabellen zeigen Ihnen, welche Querschnitte für gewisse Anschlussleistungen und Zuleitungslängen minimal erforderlich sind. Dieser Wert sollte nicht unterschritten werden, um die Gefahr eines Kabelbrandes auszuschließen. Aus den Tabellen ist Folgendes zu entnehmen: Je größer die Anschlussleistung der LED-Streifen und je länger die Zuleitung, desto eher sollte zum 24V-Streifen gegriffen werden. 5V-LED-Streifen findet man heutzutage nur in Form von „digitalen“ LED-Streifen, in denen sich in jeder LED (genauer jedem LED-Package) ein Mikrocontroller befindet, der die einzelne Adressierung der LED und die Ansteuerung von dessen Lichtfarbe und Helligkeit ermöglicht.

Was kann man aus diesen Tabellen entnehmen? Viele der dort stehenden Werte sind in der Praxis natürlich absolut irrelevant. Sie sollen allein demonstrieren, dass der minimale Querschnitt für hohe Anschlussleistungen zügig praktische Werte überschreiten kann. Dann gilt es die Anschlussleistungen eines Netzteils zu reduzieren, indem mehrere Netzteile verwendet werden und die Länge der Zuleitungen kurz gehalten werden. Generell kann festgehalten werden: das Maximum, was an einem LED-Streifen direkt verlötet werden kann, sind 2,5 mm² und selbst dies ist schon eine Herausforderung bei einfarbigen Streifen. Bei RGB, RGBW oder RGBCCT LED-Streifen sind selbst 1,5 mm² aufgrund des geringeren Abstands der Kontaktflächen zueinander kaum zu bewerkstelligen. Damit sind alle Werte mit einem Querschnitt von über vier Quadratmillimetern praxisfern. Ich habe Sie aus Gründen der Anschaulichkeit dennoch angegeben, um die Wahl des passenden LED-Streifens hinsichtlich der Versorgungsspannung einfacher zu gestalten. Vor allem bei Verwendung eines 5V-LED-Streifen zeigt sich, dass diese möglichst nahe dem Netzteil installiert werden sollten.

Die zugrundeliegende Formel für die Berechnung des Spannungsabfalls ist folgende:

 Δ u = ( 200 * I * L) / ( K * A * U)

 Δ u = Spannungsabfall

I = Stromstärke

L = Länge der Zuleitung

K = Elektrische Leitfähigkeit des Leitermaterials (hier konstant, da Kupfer 56 m/ mm² *Ohm)

A = Leiterquerschnitt

U = Spannung

6) Unzureichende Kühlung des LED-Streifens

LEDs sind im Vergleich zu klassischen Leuchtmitteln wie Glühfaden- und Halogenlampen sehr effizient, dennoch erreichen sie nur in Ausnahmefällen Effizienzwerte von 50 Prozent. Der andere Teil der Energie wird nicht in Licht, sondern in Wärme umgewandelt. Diese Abwärme muss abgeführt werden, denn eine erhöhte Chiptemperatur direkt an der LED hat negative Auswirkungen:

• LEDs werden bei steigender Chiptemperatur immer dunkler. Die Helligkeit von LED-Chips werden bei einer Temperatur von 25 °C gemessen und angegeben. In Betrieb steigt diese Temperatur schnell auf 80 °C oder mehr an, als Folge nimmt die Helligkeit der LEDs in gleichem Maße um 28 Prozent ab.

• Die Lebenserwartung der LEDs nimmt erheblich ab. Erhöht sich die Chiptemperatur der LEDs von 70 auf 90 Grad, halbiert sich die Lebenserwartung (falls die LEDs konstant bei dieser Temperatur betrieben werden), erhöht sie sich auf 100 Grad, so beträgt sie nur noch ein Viertel.

Daher sollten alle LED-Streifen mit einer Lichtleistung von 400 Lumen und mehr auf einen Kühlkörper geklebt werden. Aluminium Profile bieten sich für dafür an, sind sie doch über Zubehör einfach montierbar, sehen gut aus und ermöglichen über opalfarbene Abdeckungen eine homogene Lichtabstrahlung.

7) LED-Streifen werden geknickt

LED-Streifen beinhalten dünne Kupferleiterbahnen, auf denen die LEDs und Vorwiderstände verlötet sind. Werden diese durch Verdrehen mechanisch zu stark belastet, können die Leiterbahnen oder Lötkontakte Schaden nehmen. Bei einem solchen Defekt ist der Stromkreis nicht mehr geschlossen und der LED-Streifen hinter der defekten Stelle nicht mehr leuchten, was einen Austausch der defekten Komponente erfordert.

8) LED-Streifen falsch abgelängt

Zu guter Letzt noch ein Fehler, den ich in meiner langen Zeit als Kundenberater immer wieder einmal gesehen habe und der im Blog-Titelbild angedeutet wurde: das Durchtrennen eines LED-Segments. Die verbleibenden Reste des Segments werden durch eine Überspannung zerstört, da eine einzelne LED mitsamt ihres Vorwiderstands üblicherweise maximal 4V standhält. Soll der LED Streifen bis auf den letzten Zentimeter des Profils geklebt werden, bieten sich LED-Streifens mit einer besonders hohen Anzahl an LEDs pro Meter an. So können 24V LED Streifen mit 240 LEDs pro Meter alle 2,5 cm getrennt werden, bei einer Spannung von 12V sind es sogar alle 1,25 cm.

Wir wünschen Ihnen viel Spaß und lange Freude mit dem Ergebnis Ihres LED-Projekts und hoffen, dass Sie durch diesen Artikel einfache Fehler vermeiden können.

Quellen:

https://led-lichtband.info/die-5-meisten-fehler-bei-der-auswahl-von-led-streifen/

https://www.isolicht.com/led-kabellaenge-querschnitt

https://www.strassenbeleuchtung.de/index.php?option=com_content&view=article&id=473:temperaturverhalten-led&catid=99&Itemid=53

https://www.all-electronics.de/elektronik-entwicklung/led-temperaturen-in-den-griff-bekommen.html

https://led-lichtband.info/5-typische-fehler-bei-der-led-streifen-installation/

https://dein-elektriker-info.de/lichtdimmer/

https://www.led-studien.de/passende-kabel-fuer-led-installationen/

Bildquellen:

Titelbild: Foto des Autors

https://www.istockphoto.com/de/foto/3-ds-farbtemperatur-gr%C3%B6%C3%9Fe-gm514835242-88293463

Dimmerklassen: Eigene Grafik des Autors

Tabellen: selbsterstellte Tabellen, zugrundeliegende Formel von led.studien.de