Kleine Sachkunde: Übersicht RGBW LED-Streifen

Letzte Woche habe ich Euch den RGBW-Controller-Bausatz von ELV vorgestellt. Mit diesem Controller könnt Ihr ganz einfach RGB(W)-LED-Streifen ansteuern und über Homematic in Euer Smarthome einbinden. Eine Lötanleitung für den Zusammenbau des Controllers habe ich Euch hier bereits geschrieben. Nun stellt sich aber noch die Frage nach dem passenden LED-Streifen. Hier gibt es viele Details, die Ihr beachten solltet.

Um das Thema etwas genauer zu beleuchten, habe ich Euch die wichtigsten Informationen, die Ihr rund um das Thema LED-Streifen benötigt, zusammengefasst. Zuerst sollte der Anwendungsfall geklärt werden. Soll der Streifen draußen oder drinnen montiert werden.Dann ist zu unterscheiden, welche Art von LED-Streifen Ihr verwenden wollt.

Soll eine separate LED für das weiße Licht vorhanden sein? Wofür wird diese LED benötigt? Kann das weiße Licht nicht durch die Ansteuerung aller RGBs erfolgen? Auf welche Spannung sollte ich setzen – 12V oder 24V? Was bedeutet 4 in 1 Chip und warum gibt es so große Preisunterschiede bei den Streifen? Diese Fragen werde ich versuchen, in diesem Beitrag zu klären! Viel Spaß beim Lesen!Kommen wir nun zur ersten Fragestellung – Der Einsatzort. Wer seine Streifen im Innenraum einsetzen will, der trocken ist und auch nicht beim Putzen oder Ähnlichem mit Wasser in Berührung kommt, der kann auf IP20 setzen. IP20 beschreibt die Schutzart gegen Staub und Wasser. Wer mehr darüber wissen möchte, kann sich den entsprechenden Text in der Wikipedia ansehen. IP20 bedeutet, dass keinerlei Schutz gegen Wasser vorhanden ist. Daher ist diese Schutzart ausschließlich in Innenräumen zu verwenden.

Für die Außenbeleuchtung gibt es unterschiedliche Varianten. Es gibt LED-Streifen, die in einer Silikonhülle geliefert werden. Das sind im Grunde die gleichen IP20 Streifen nur mit einer Schutzhülle. Die etwas hochwertigere Variante ist die, den gesamten Streifen in Silikon zu gießen. So kann kein Wasser und Schmutz an den Streifen gelangen. Diese werden meist mit der Schutzart IP67 ausgeliefert.

Aber auch hier müsst Ihr aufpassen! IP67 bedeutet nicht, dass der Streifen dauerhaft Unterwasser betrieben werden darf. Erst wenn die Schutzart IP68 angegeben wird, darf der Streifen dauerhaft im Wasser betrieben werden – dies kann z.B. die Teichbeleuchtung, der Pool oder das Aquarium sein.

Welche Art von Streifen gibt es?

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RGBW (warmweiß) 4 in 1 Chip (12V)	Link	Link
RGBW (warmweiß) 4 in 1 Chip (24V)	Link	Link
RGBW (warmweiß) 2x 5050-Chip (12V)	Link	Link
RGBW (warmweiß) 2x 5050-Chip (24V)	Link	Link
LED-Streifen mit SMD3528-Chip	Link	Link

RGB, RGBW – RGBWW? Was bedeuten diese Abkürzungen und wofür stehen die Begriffe? RGB bedeutet nichts anderes als R = Rot, G= Grün, B= Blau. Das sind die Grundfarben, aus denen alle anderen Farben durch Addition gemischt werden können. Ihr kennt dies evtl. noch aus dem Kunstunterricht. Wenn man durch das additive Mischen z.B. die rote und die grüne LED leuchten lässt, erscheint das Licht gelb. So kann man mit diesen 3 Grundfarben alle anderen Farben (einschließlich Weiß) erzeugen.

LED-Streifen mit SMD 3528

Doch bei den LED-Streifen bedeutet RGB nicht gleich RGB. Ich habe schon sehr billige LED-Streifen gesehen, die sich zwar RGB-Streifen nannten, doch für jede Farbe eine eigene LED besaßen. Diese sind nicht in einem Chip untergebracht – dadurch wird die Farbe, die eigentlich eingestellt werden, sollte nicht homogen erzeugt. Es sind deutlich die unterschiedlichen Farbanteile zu sehen. Daher solltet Ihr unbedingt von solchen Streifen absehen, da sich damit keine guten Ergebnisse erzielen lassen!

Wenn Ihr das vermeiden wollt, dann solltet Ihr darauf achten, dass der Chip nicht die Bezeichnung SMD 3528 trägt!

Wer hingegen nur eine Farbe haben möchte – z.B. nur rotes, blaues oder grünes Licht, der kann ohne Probleme diese LED auswählen!

LED-Streifen mit SMD 5050

Wenn Ihr einen RGB-Streifen verwenden wollt, dann solltet Ihr darauf achten, dass alle Farben in einem Chip untergebracht sind. So wird das Licht direkt im Chip „gemischt“. Die Farbe, die Ihr eingestellt habt, wird dadurch sehr homogen abgestrahlt. Bei der Auswahl solltet Ihr darauf achten, dass der LED-Chip die Bezeichnung SMD 5050 trägt. Bei diesem Chip sind alle Farben in einem Gehäuse untergebracht.

Unterschied zwischen SMD 3528 und 5050

Der größte Unterschied zwischen SMD 3528 und SMD 5050 ist, dass beim 3528 nur eine Farbe pro Chip verfügbar ist. Daher ist diese Art von LED für „richtiges“ RGB eher ungeeignet. Der 5050 vereint alle Farben in einem Chip.

DDer Vorteil der 3528er ist, der geringere Stromverbrauch pro Meter, so können längerer LED-Streifen angeschlossen werden. Auch der Preis ist geringer als beim 5050er Streifen.

Daher meine Empfehlung

Für einfarbige Streifen könnt Ihr auf SMD 3528 setzen – Diese benötigen dann aber auch nicht den RGBW-Contoller von Homematic. Für RGB-Anwedundungen solltet Ihr hingegen unbedingt auf den SMD 3528 verzichten und stattdessen auf den SMD 5050 setzen!

LED-Streifen mit zusätzlicher weißer LED

Kommen wir nun zu einer weiteren Besonderheit bei RGB-Streifen. Auf dem Markt verbreiten sich immer mehr sogenannte RGBW oder RGBWW-Streifen. Dieser Name sagt aus, dass zu den bunten LEDs auch weiße LEDs auf dem Streifen vorhanden sind.

Aber auch hier gibt es große Unterschiede

RGBW bedeutet zuerst einmal RGB (Rot, Grün, Blau + Weiß). Ich habe aber auch schon häufig die Bezeichnung RGBWW gesehen. WW geht hierbei für „warm weiß“ und bezieht sich auf die Farbtemperatur der weißen LED.

Farbtemperatur

In der Regel wird ein weißes Licht als warmweiß bezeichnet, wenn es eine Farbtemperatur von 2.700 bis 3.300 Kelvin besitzt.

Kaltweißes Licht hingegen hat eine Farbtemperatur von über 5300 Kelvin. Wenn Ihr zusätzlich weißes Licht wünscht, dann solltet Ihr drauf achten, welche Farbtemperatur Ihr auswählt. Das ist sehr stark vom eigenen Geschmack abhängig. Warmes Licht wirkt gemütlich, kaltes Licht eher ungemütlich, ist aber zum produktiven Arbeiten besser.

Warum wird weißes Licht nicht mit den RGB-LEDs erzeugt?

Die Frage habe ich schon häufig gehört – Warum wird eine zusätzliche LED für weißes Licht benötigt? Mit den vorhandenen RGB-LEDs kann ich doch auch Weiß erzeugen?! Ja, das stimmt an sich, doch leider ist das Feintuning sehr aufwendig, um ein sauberes weißes Licht zu erzeugen. Es kann zwar weißes Licht durch die RGB-LEDs abgestrahlt werden, dieses hat aber immer einen Farbtisch, da die LEDs nicht 100% genau angesteuert werden können. Ihr bekommt dadurch immer ein etwas undefiniertes Weiß.

2 Chips oder 4 in 1 Chip?

Bei den RGB(W)-LED-Streifern mit dem oben beschriebenen SMD 5050 Chip gibt es zwei weitere Auswahlmöglichkeiten. Viele Streifen, die zusätzlich weißes Licht erzeugen können, setzen dabei auf eine RGB-LED (5050) und eine weitere LED (5050), die nur weißes Licht erzeugt. So wird das farbige Licht in einem Chip erzeugt und das weiße Licht in einem zweiten Chip.

Das ist nicht wirklich tragisch, doch ich persönlich bevorzuge die 4 in 1 Variante. Die neuen Chips haben neben den RGB-Elementen zusätzlich eine Diode, die weißes Licht erzeugt. So wird das Licht, ob nun bunt oder weiß, homogen aus einem Chip abgestrahlt.

Gerade beim Einsatz als Ambientbeleuchtung werden so Schattenbildungen verhindert und ein sehr gleichmäßiges Licht abgegeben.

Der Nachteil der 4 in 1 Variante ist der Preis. Die Streifen sind leider etwas teurer als die 2-Chip-Variante. Im „professionelleren“ Einsatz lohnt sich der Preisunterschied aber, da die Ergebnisse einfach besser sind.

Ein weiterer wichtiger Punkt – Anzahl der Chips pro Meter

Ein sehr entscheidender Punkt, der für die Kosten aber auch die Qualität verantwortlich ist, ist die Anzahl der verbauten LEDs pro Meter. LED-Chips kosten natürlich Geld. Gerade bei den 4 in 1 Chips ist der Preis pro Chip nicht gerade gering. Doch ein guter LED-Streifen macht nur dann sinn, wenn das Licht, welches abgegeben wird, auch ausreichend homogen ist. Ein Streifen mit wenigen LEDs lässt „Spots“ entstehen, die klar zu erkennen sind. Spots sind unterschiede in der Helligkeit, die durch einen zu geringen Abstrahlwinkel und eine zu geringe Anzahl von LEDs entstehen.

Meist gibt es die Variante mit 30 LED/m oder 60 LED/m. Beachten solltet Ihr, dass der Stromverbrauch natürlich mit zunehmender Anzahl zunimmt. Der Preis steigt natürlich auch ;-)

Wem eine gleichmäßige Ausleuchtung wichtig ist, sollte unbedingt zu der Variante mit 60 LED/m greifen.

Bei der oben beschriebenen Spotbildung spielt natürlich auch der Abstand zur Wand eine wesentliche Rolle. Je näher die LED an der Wand ist, die angeleuchtet werden soll, desto mehr LEDs werden benötigt, damit keine unterschiedlichen Helligkeiten zu sehen sind. Wenn die LEDs weit genug vom Objekt entfernt sind und evtl. mit einer Diffusionsfolie abgedeckt sind, dann können auch 30 LED/m ausreichen. Wichtig ist, dass der Abstrahlwinkel der LED größer als 100° ist.

12V oder 24V – Wo liegt der Unterschied?

Für kleinere Strecken (bis 10m) spielt es keine Rolle, ob Ihr Euch für 12V oder 24V Streifen entscheidet. In der Regel sind die 12V Streifen günstiger und auch die Netzteile kostet etwas weniger und die Auswahl ist größer.

Wenn Ihr jedoch plant, ganze Räume mit einem Ambient-Light auszustatten, dann solltet Ihr auch die 24V Version setzen. Warum?

Die Leitungsverluste sind bei 24V geringer als bei 12V. Für die gleiche Leistung wird bei 24V nur der halbe Strom benötigt.

Das könnt Ihr Euch über die Formel P=U*I selbst herleiten. Wenn U (die Spannung) sich verdoppelt, dann kann I (Strom) um den Faktor 2 kleiner werden, um die gleiche Leistung (P) zu erreichen.

So werden weniger Einspeisepunkte benötigt. In einem weiteren Artikel zeige ich Euch, wie sich der Homematic Controller verhält und was Ihr genau dort anschließen könnt.

Ihr müsst Euch im Klaren darüber sein, dass der Strom, der an der letzten LED benötigt wird, über den kompletten Streifen fließen muss. Die Leiterbahn ganz am Anfang des Streifens muss dafür ausgelegt sein, dass der komplette Strom darüber fließt. So ist die Belastung am Anfang des Streifens am höchsten und nimmt im Verlauf weiter ab bin zum Ende.

Auch dies spricht gerade bei längeren Strecken für die Verwendung von 24V Streifen.

Maximale Länge, die an den Controller angeschossen werden darf

Das ist von Controller zu Controller unterschiedlich. Wichtig ist allerdings, dass Ihr darauf achtet, wie die maximale Belastung pro Kanal ausfällt. Bei den 5050 LED-Streifen könnt Ihr von einer Leistungsaufnahme von 0,32 Watt pro Chip ausgehen. (4 in 1 Chip).

Das bedeutet, dass jede Farbe (Rot, Grün, Blau und Weiß) jeweils 0,08 Watt aufnimmt. Jetzt ist es wieder entscheidet, mit welcher Spannung Euer Streifen arbeitet bei 12V sind es –>

P=U*I umgestellt nach I –> I=P/U

0,08 Watt / 12 V = 6,7 mA

Wenn Ihr nun einen Streifen mit 60 LED/m habt, dann habt Ihr einen Strombedarf von 60*6,7mA pro Meter = 0,4A/m

Bei einem 5m-Streifen sind das gute 2A, die der Cointroller pro Kanal liefern muss!

Rechnen wir das ganze nun mit einem 24V Streifen aus, kommen wir auf folgendes Ergebnis:

P=U*I umgestellt nach I –> I=P/U

0,08 Watt / 24 V = 3,3 mA

Bei einem 5,-Streifen, der mit 24V betrieben wird, werden dann 60*3,3mA *5m = 1A pro Kabal benötigt.

Hier sieht man schnell, dass die 24V einen großen Vorteil bei Leistungshunrigen LEDs haben.

Bedeutet das nun, dass ich an meinen Controller nur einen Streifen hängen darf?

Ja und Nein ;-) An den Controller selbst dürft Ihr nicht mehr Last hängen, als in der Auslegung festgeschrieben ist. Wenn Euer Controller eine höhere Leistung abgeben kann, kann der Streifen auch von beiden Seiten eingespeist werden.

Sollte der Controller nicht mehr Leistung liefern, dann müssen Repeater gesetzt werden. Wie das funktioniert, erkläre ich Euch in einem weiteren Beitrag.

Nachfolgende Artikel

In weiteren Artikel stelle ich Euch den RGBW-Controller von Homematic im Detail vor, das zeige ich Euch, wie Ihr einen 4 in 1 RGBW-LED-Streifen daran anschließt (gemeinsame Anode) und diesen ansteuernt. Ein weiterer interessanter Artikel wird zum Thema maximale Länge und Erweiterung über Repeater bzw. Amplifier sein. Auch zeige ich Euch dann, wie Ihr das richtige Netzteil asuwählt.