LED-Streifen Praxis: Was muss ich beachten? Ein Leitfaden für Einsteiger

Hallo liebe Leser_innen,

nachdem wir in den vergangenen Beiträgen den Aufbau und die Unterschiede diverser LED-Streifen und deren Zubehör vorgestellt haben, gehen wir nun von der Theorie in die Praxis über. In diesem Blog werde ich auf eine Reihe von Fragen, die für nahezu jedes LED-Streifen-Projekt herangezogen werden können, Antworten finden. So gelangen wir dann Schritt für Schritt von der Idee zum Projektabschluss.

Frage 1) In welchen Lichtfarben soll der LED-Streifen leuchten?

Dies ist mit Sicherheit die erste Frage, mit der man sich auseinandersetzen sollte. Möglichkeiten gibt es viele: einfarbige LED-Stripes in verschiedenen Weißtönen oder Grundfarben und CCT-Streifen, die die Einstellung des Weißtons ermöglichen. Hinzu kommen RGB-LED-Streifen, die bunte Mischfarben erzeugen, RGBW-LED-Streifen, die neben Mischfarben auch einen Weißton darstellen können, sowie RGB-CCT-LED-Streifen (s. Abbildung unten), die sowohl bunte Mischfarben als auch verschiedene Weißtöne wiedergeben können. 

Je flexibler das Leuchtmittel, desto teurer und komplexer das Unterfangen, da nicht nur der LED-Streifen, sondern auch das Zubehör in Form von Netzteil, Steuereinheit ("Controller") und Verkabelung im Preis zunehmen.

Einfarbige LED-Streifen benötigen nicht zwangsläufig einen Controller, sie können mittels eines einfachen Schalters ein- und ausgeschaltet werden. Alle weiteren oben genannten Alternativen benötigen einen Controller, der die Ansteuerung der gewünschten Farbe /des Farbtons ermöglicht.

Frage 2) Wie hell muss der LED-Streifen sein?

Eine Frage, die individuell zu beantworten ist, da sie vom Einsatzzweck abhängt. In unserem Beispiel gehen wir von der Nutzung in privaten Wohnräumen aus, da die Beleuchtungsstärke in Arbeitsstätten nach DIN 12464-1 geregelt ist. Mehr Informationen dazu erhalten Sie in einem separaten Blogeintrag.

Soll etwa ein Möbel im abgedunkelten Raum einen Lichtakzent setzen, reichen schon Lichtleistungen von unter 400 Lumen pro Meter aus. Zur direkten Beleuchtung als Downlight von der Decke reichen bei einer normalen Deckenhöhe von 2,50 m acht Meter LED-Streifen à 1000 Lumen pro Meter aus, um eine hervorragende und homogene Grundhelligkeit für die gesamte Fläche eines 20 Quadratmeter großen Raumes (233 Lux) zu erreichen. Da diese Helligkeit im Vergleich zu klassischen 100W Glühlampen recht hoch ist, kann ein Dimmer verbaut werden, um die Helligkeit der Stimmung anzupassen. Bei indirekter Beleuchtung benötigt man vom gleichen LED-Streifen ca. die dreifache Anzahl des gleichen LED-Streifens respektive bei gleicher Länge einen LED-Streifen mit dreifacher Lichtleistung.  Damit lässt sich die gleiche Helligkeit der Bezugsfläche (entweder Tisch oder Boden) erzielen, erreicht aber ein deutlich weicheres, kontrastärmeres und nahezu blendfreies Licht.

Im Zweifel sollten Sie einen helleren LED-Streifen wählen, denn dimmen kann man immer noch.

Frage 3) Wie lang darf der LED-Streifen maximal sein?

LED-Streifen kommen üblicherweise auf fünf Meter langen Rollen, in Ausnahmen aber auch auf 50 Meter langen Rollen. Die erste, einfache Empfehlung lautet: Der LED-Streifen sollte nicht länger als fünf Meter sein.

Ein LED-Streifen besteht vereinfacht gesagt aus vielen LEDs, Vorwiderständen und den Leiterbahnen selbst. Jede Komponenten stellt einen kleinen Widerstand dar. Je länger der LED-Streifen ist, desto mehr Strom muss durch die dünnen Leiterbahnen fließen, was die Temperatur der Leiterbahnen in Betrieb erhöht. Dies lässt den Widerstand weiter ansteigen, die Spannung am LED-Streifen fällt weiter ab. In der Folge wird der LED-Streifen immer dunkler, je weiter die LEDs vom Einspeisepunkt entfernt sind.

Was kann man dagegen unternehmen?

Zum einen kann man auf 24V LED-Streifen zurückgreifen, da bei gleicher Leistung nur die Hälfte an Strom fließt gegenüber 12V LED-Streifen. Damit sind Längen von bis zu fünf Metern ohne signifikanten Helligkeitsverlust möglich, wenn von einer Seite eingespeist wird, bei Einspeisung in der Mitte sogar bis zu zehn Meter. Bei 12V LED-Streifen empfiehlt es sich bei Längen von fünf Metern mittig oder mindestens zweimal einzuspeisen. Dazu legt man einfach eine zweite zweiadrige Leitung vom Netzteil parallel zum LED-Streifen und speist dann an der gewünschten Stelle ein, zum Beispiel nach 50 Prozent der Gesamtlänge, also zweieinhalb Metern.

 Frage 4) Über wie viel Leistung muss mein Netzteil verfügen?

Grundvoraussetzung ist, dass die Ausgangsspannung des Netzteils der Betriebsspannung des LED-Streifens entspricht: Ein 12V LED-Streifen benötigt ein 12 V Netzteil. Zudem ist sehr empfehlenswert, bei der Auswahl von Netzteilen eine Leistungsreserve von mindestens zehn Prozent einzuplanen, andernfalls kann es dazu führen, dass das Netzteil zu stark belastet wird und sich entweder gar nicht erst einschaltet, blinkt oder vorzeitig ausfällt.

Beispiel:

Wir verbauen in einer Küche zwei LED-Streifen mit jeweils zwei Meter Länge unter Küchenschränken zur Beleuchtung der Arbeitsflächen. Beide LED-Streifen sollen von einem Netzteil gespeist werden. Die LED-Streifen haben eine Leistungsaufnahme von 10 W/m bei einer Betriebsspannung von 12V.

Bei einer Länge von vier Metern erzielen wir also eine Leistungsaufnahme von 40W. Das Netzteil sollte demnach eine Leistungsreserve von mindestens vier Watt aufweisen, demnach wäre ein 44 W Netzteil geeignet, ein 50 W Netzteil perfekt dimensioniert.

Leistungsstärkere Netzteile wären kein Problem, allerdings sind diese größer und teurer. Zudem kann der Wirkungsgrad des Netzteils mit geringerer Auslastung sinken, als Folge nehmen die Wandlungsverluste von der Netzspannung auf die benötigte Gleichspannung des LED-Streifens relativ zu. Dies ist aber nur dann der Fall, wenn die Leistung des Netzteils den Leistungsbedarf des LED-Strips um ein Vielfaches übersteigt.

Frage 5) Muss ich bei der Wahl eines Controllers oder Dimmers auch etwas beachten?

Der Dimmer oder auch Controller müssen, wie auch die Netzteile, die Betriebsspannung des LED-Streifens unterstützen. Die allermeisten Controller und Dimmer können für 12/24 V Installationen verwendet werden, 5 V Controller für digitale LED-Streifen à la WS2812b oder SK6812 hingegen nicht.

Hinsichtlich der Leistungsfähigkeit des Controllers muss zum einen auf die Gesamtleistungsfähigkeit und auf die Leistungsfähigkeit pro Kanal geachtet werden. Nehmen wir einmal das Beispiel von Frage vier: Wie viel Strom muss ein Dimmer/Controller regeln können, wenn einer der beiden zwei Meter langen LED-Stränge gedimmt werden soll?

2 m × 10 W/m = 20 W Gesamtleistung

20 W / 12 V = 1,67 A

Der Dimmer/Controller muss mindestens 1,67 A Strom regeln können. Würden wir nun statt einem vier Segmente des gleichen LED-Streifens dimmen wollen, muss der Dimmer pro Kanal nach wie vor 1,67 A und 4 × 1,67 A = 6,67 A Gesamtstrom regeln können müssen. Dies wären bei unserem 12V System genau 80 Watt. Auf Controllern ist die Maximalleistung pro Kanal und gesamt angegeben.

Da das Thema der Dimmung von LEDs sehr komplex ist, gehen wir in einem späteren Blog noch einmal auf dieses wichtige Thema ein.

Frage 6) Kann ich LED-Streifen trennen?

Die einfache Antwort: ja, dies ist in den allermeisten Fällen ohne Weiteres möglich. Einzig LED-Streifen, die ohne Netzteil unmittelbar mit Netzspannung betrieben werden, dürfen unter keinen Umständen aus Sicherheits- und Funktionsgründen getrennt werden.

LED-Streifen können an Schnittmarken getrennt werden, die man anhand der Darstellung eines Scheren-Piktogramms erkennen kann. Der Abstand der Schnittmarken hängt von ein paar Faktoren ab: je höher die Spannung des LED-Streifens, desto größer die Anzahl der LEDs in einem Segment. Ein 5V LED-Streifen besteht üblicherweise aus einer LED pro Segment, 12V LED-Streifen besteht in den allermeisten Fällen aus drei LEDs pro Segment und 24V LED-Streifen aus sechs LEDs. Wird der LED-Strip innerhalb des Segments durchtrennt, brennen die übrig gebliebenen LEDs des Segments aufgrund der Überspannung durch. 

Frage 7) Wie verbinde ich denn nun die LED-Streifenabschnitte miteinander?

LED-Streifen werden üblicherweise auf deiner fünf Meter langen Rolle geliefert. Für eine besonders einfache Verbindung der LED-Streifen mit dem Netzteil oder dem Controller sind bereits kurze Kabel am Anfang und Ende verlötet. Bei vielen LED-Streifensets ist sogar schon eine Steckverbindung verbaut, die eine Installation durch einfaches Einstecken eines Steckers in eine Buchse in sekundenschnelle ermöglicht.

Wird der LED-Strip jedoch durchtrennt, beispielsweise um ihn in einem 90°-Winkel zu führen (LED-Streifen sollten nicht geknickt werden), gibt es zwei Möglichkeiten, ihn wieder zusammenzuführen:

• Verwendung von Schnellverbindern
• Verbinden der LED-Streifen durch verlötetes Kabel

Schnellverbinder sind dann empfehlenswert, wenn nur geringe Ströme (unter 2 Ampere) fließen und die Anzahl der Verbinder sich in Grenzen hält. Auch für schnelle Testaufbauten sind sie gut geeignet. Allerdings sind sie auch in komplexen Installationen mit hohen Leistungsaufnahmen häufig fehleranfällig und die Fehlersuche kann dann in der Folge ziemlich aufwendig werden. Zudem erhöhen viele Schnellverbinder aufgrund der dünnen Federkontakte den Gesamtwiderstand, sodass das nächste LED-Segment schwächer leuchten kann. 

Das Löten hingegen ist die erste Wahl für zuverlässige Verbindungen, vorwiegend bei hohen Systemleistungen, allerdings bedarf dies auch ein wenig Einarbeitungszeit für Einsteiger.

Frage 8) Kann ich auf ein LED-Profil verzichten?

Unserer Meinung nach sollte man dies tunlichst unterlassen. LEDs sind zwar sehr effizient, dennoch fällt eine relativ große Verlustwärme an. LEDs leuchten heller und halten erheblich heller, wenn diese ihre Wärme an einen großen Kühlkörper, das Aluprofil, abgeben können. Zudem können über opalfarbene Abdeckungen eine deutlich homogenere Abstrahlung des Lichts ermöglicht werden.

Vielen Dank an alle, die bis an hierher durchgehalten haben, für Fragen, Anregungen und Kritik stehen wir Ihnen gern zur Verfügung.

Quellen:

https://led-lichtband.info/led-streifen-installation/

https://www.isolicht.com/led-streifen-led-stripe/led-streifen-verbinden

https://www.led-studien.de/anschluss-einer-led-installation-tips-hinweise/

Titelbild: Daniel Kirsch von Pixabay

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