LED Beleuchtung mit Shelly RGBW2
Für ein Gartenhaus und eine Überdachung soll eine RGBW-LED-Streifen Beleuchtung installiert werden.
Ausserdem für eine Außenküche 4 einzeln ansteuerbare LED-Streifen.
Zur Steuerung habe ich Shelly RGBW2 Controller gewählt.
Gartenhaus und Überdachung RGBW: Strombedarf nach Farbe 24V [BTF-LIGHTING 5050 RGBW 🔗] 1 Meter-Abschnitt gemessen:
| Farbe | Strom 1m (A) | Vor-Widerstände pro Segment |
|---|---|---|
| Rot | 0,18 | 2 * 330 Ω |
| Grün | 0,16 | 2 * 150 Ω |
| Blau | 0,20 | 2 * 150 Ω |
| Weiß | 0,22 | 2 * 150 Ω |
| Summe | 0,76 |
Berechnungen für Überdachung
Bei der Überdachung sollen 2 * 6 Streifen mit jeweils 2,7 Meter Länge gesteuert werden können. Jeweils 6 Streifen werden von einem Controller bedient, der sich möglichst nahe zu ihnen befindet. Das IP-65 geschützte 24V 600W Netzteil befindet sich ca. 4m vom entferntesten Controller. Der Leitungsquerschnitt zum und von den Controllern beträgt 3*2,5mm2 zum Verteiler oben und jeweils 3mm2 zu den Controllern.
Die Maximal-Leistung für 6 Streifen ergibt sich zu (großzügig gerechnet mit 1m Messdaten)
P = 24V * 0,76A * 2,7 * 6 = 295W.
Nach der Verkabelung mit 6 Streifen am Labornetzteil gemessen 24V * 8,3A = 199W. Der Widerstand der Kabel und Leiterbahnen ist deutlich.
Shelly RGBW2 Controller Eckdaten
Spannungsversorgung 12 oder 24V
Ausgangsleistung bei 24V 288W – kombinierte Leistung, 90W pro Kanal
Der weiße Kanal braucht maximal 24V * 0,22A * 2,7 * 6 = 85,5W also unter den 90W
Shelly RGBW2 brennt durch?!
Was für ein Frust, eigentlich alles richtig berechnet und verkabelt, zunächst alles prima, aber bei 100% Weiß und 100% RGB mit Weiß blitzt es im Controller kurz auf und dann ist der Spannungswandler [EUP3458 🔗] im Controller durchgebrannt! Im Bild das Bauteil 326W1. Bei den defekten Shellys leuchten nun alle LEDs volle Pulle, sind aber nicht mehr steuerbar, der Controller ist offline.
Habe die aktuelle Shelly-Firmware v1.14.0-gcb84623 am Start.
Synopsis: [https://www.mikrocontroller.net/topic/533236 🔗]
Messen und grübeln
Warum brennt der Spannungswandler durch, der kann 1,2A und die Stromaufnahme bei 24V ist gerade 18mA.
Die 4 fetten Leistungs-N-Kanal Transistoren schalten die Farbkanäle auf GND, je länger desto mehr Licht.
Ich habe den weißen (orange) und blauen (blau) Kanal bei in der App eingestellten 100% gemessen und nur im Signal 90% gefunden! Ab 90% wird die Pulsweite nicht größer. Die anderen Kanäle werden genauso auch nie dauerhaft durchgeschaltet.
Messaufbau: Analoges Labornetzteil 24V, 1m Streifen gemessen: 0,7A.
Wenn alle Kanäle 100% haben ergibt sich wegen der Leitungsinduktion dieses Bild auf der Versorgungsspannung (blau) und dem Kondensator am Eingang des Spannungsreglers (orange):
Beim gleichzeitigen Ausschalten aller Transistoren muss die Energie im Magnetfeld der Zuleitung ja irgendwo hin (Induktion) dadurch erhöht sich die Spannung am Eingang des Controllers dramatisch. Die Diode und die zwei Kondensatoren am Eingang können nur begrenzt die Spannungsspitzen abfangen, bereits bei 1m Streifen und kurzer Zuleitung sind die Effekte zu sehen. Wäre wenigstens ein Kanal dauerhaft durchgeschaltet, könnte er die Energie der Spannungsspitze aufnehmen.
Ich habe 16,2m Streifen und ca. 4m Zuleitung (gemessen: 4µH) zum Controller, denke die Spannungsspitzen waren tödlich.
ToDo: Mehr messen und Lösung finden…