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Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemacht

Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemacht

* LED-Beleuchtung für Aquarien ist kein Hexenwerk *

Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemachtIn der letzten Zeit macht immer mehr die Beleuchtung per LED in der Aquaristik von sich Reden. Immer mehr Firmen treten auf den Markt mit Ihren eigenen Lösungen. Aber man kann sich eine (RGB-)LED-Beleuchtung auf Maß auch sehr einfach selber bauen.

Zuerst möchte ich aber einige Aspekte der LED-Technik beleuchten:

Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemachtVorteile der LEDs:

1. Hohe Energieersparnis, ca. 50%.

Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemacht2. Sehr hohe Lebensdauer von mehr als 50000 Stunden, das macht bei einer durchschnittlichen Beleuchtungsdauer von täglich 10 Stunden ca. 13, 7 Jahre.

3. Kein ständiges Auswechseln der Leuchtstofflampen mehr.

Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemacht4. Kaum Hitzeentwicklung, kein Brummen und kein Flackern beim Einschalten.

5. LEDs lassen sich mit recht wenig Aufwand sehr gut dimmen.

Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemacht6. Extrem platzsparend, da sehr flach mit grossem Abstrahlungswinkel.

7. Hervorragende Leuchtkraft, reicht auch für Becken bis zu 80cm Tiefe.

Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemacht8. 100% Sicherheit durch 12V oder 24V Kleinspannung.

9. Hohes Farbspektrum (hoher Blau-, weniger Rot-Anteil, ohne UV-Strahlung),

Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemachtdadurch präsentieren sich unsere Fisch und Pflanzen in ihrer natürlichen Schönheit.

10. Umweltfreundlich, kein Quecksilber und niedrigerer Stromverbrauch.

Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemachtArten der LEDs:

In der Süsswasseraquaristik werden zur Zeit hauptsächlich die sogenannten LED-Stripes eingesetzt, in der Seewasseraquaristik meistens Cree-LEDs (Cree ist dabei der Name eines der bekanntesten Hersteller) mit sehr hoher Leistung und sehr grosser Lichtausbeute, vor allem im blauen Bereich. Ich möchte zuerst mal den Bereich der Süsswasser-Aquaristik beleuchten, das Gebiet Beleuchtung für Seewasser folgt evtl. später mal.

Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemachtDie LED-Stripes gibt es mittlerweile in verschiedenen Ausführungen, was die Anzahl der LEDs pro Meter angeht, je nachdem, welche Leuchtkraft benötigt wird. Es gibt sie zu 30, 48, 60 und mittlerweile auch 120 LEDs pro Meter.

Hierbei gilt aber: Je mehr LEDs pro Meter eingesetzt werden, desto höher natürlich auch der Stromverbrauch, aber auch die Lichtausbeute.

Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemachtAusserdem gibt es die LED-Sripes in verschiedenen Lichtfarben, wie z.B.: Kaltweiss (Coolwhite, CW), Warmweiss (Warmwhite, WW) und natürlich als RGB-LED-Stripes mit 3 Farben pro LED ( Rot / Grün und Blau). Damit lassen sich bis zu 1, 7 Millionen Farbtöne generieren.

Mittlerweile gibt es aber auch noch die Magic RGB-LED-Stripes (digital), hierbei können mittels einer ausgefeilten Elektronik ganze Laufbänder mit verschiedensten Farben in einem einzigen Stripe erzeugt werden.

Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemachtDiese könnten natürlich mit der passenden Programmierung dazu eingesetzt werden, das Aquarium in den verschiedensten Zonen unterschiedlich zu beleuchten, z.B. Übergänge von Nacht zum Sonnenaufgang, oder Schatten und Wolkensimulationen.

Dann gibt es natürlich noch die LED-Streifen in den Farben Rot, Grün, Blau, Gelb, usw. . Diese kann man sich natürlich für eine einfache Nachtbeleuchtung, oder für Sonnenauf.- und Untergangssimulation zu Nutze machen, wie es z.B. auch die Sunrise-Lichtsteuerung macht.

Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemachtDie heutigen LED-Stripes weisen ein sehr ausgeglichenes Farbspektrum auf, welches dem Pflanzenwachstum und dem Wohlbefinden der Fische dienlich ist und dem Algenwachstum entgegen wirkt. Es hat sehr wenig bis gar keinen UV-Anteil und

einen niedrigeren Rotanteil.

Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemachtPflanzen mit einem sehr hohem Lichtbedarf benötigen in jedem Fall LED-Stripes mit 120 LEDs/m, oder evtl. auch mehrere Stripes. Bei sehr lichthungerigen Pflanzen im Aquarium sollte die Anzahl der Leuchtstofflampen evtl. gegen eine gleiche Anzahl von LED-Balken ausgetauscht werden. Bei einem Malawi-Becken mit wenigen, nicht so lichthungerigen, oder auch gar keinen Pflanzen spielt die Stärke der Beluchtung kaum eine Rolle.

Des weiteren gibt es die Stripes noch in 2 verschiedenen Ausführungen:

Zum 1. wären da die flexibelen LED-Streifen, nicht wasserdicht. Um diese in der Aquaristik einzusetzen, müssen diese nach dem Einbau irgendwie wasserdicht gekapselt werden, evtl. durch ein spezielles Gehäuse, eine zusätzliche Glasabdeckung, o.ä.. Ausserdem gibt es noch die Möglichkeit diese LEDs nach Aufbringung auf unseren Lampenträger, z.B. ein Aluminium-U-Profil (siehe Fotos unten) mit einem hochflüssigen, duchsichtigen Silikon (gibt es in guten LED-Shops in Tuben zu kaufen) zu vergießen.

Als 2. und auch bessere Möglichkeit sehe ich persöhnlich die wasserfesten LED-Streifen (von IP 44 bis IP67) an. Diese sind direkt in einen Silikonstreifen vergossen und müssen nachher nur noch an den Schnitt-, bzw. Lötstellen wieder mit etwas Silikon verschlossen werden.

Beide Sorten Streifen haben aber als gemeinsamen Vorteil, das Sie sehr biegsam und flexibel sind, aber bitte nicht scharfkantig knicken. Ausserdem kann man Sie auf die passende Länge einfach abschneiden (meistens alle 3 LEDs / je 5cm) und Sie sich dank des ab Werk aufgebrachten doppelseitigen Klebebandes sehr einfach in unseren Lampen anbringen lassen.

Technische Daten:

Bei einem Abstrahlungswinkel von 90 Grad:

Farbe: warm weiß

Spannung: 12V DC

Strom:ca. 0, 5A /m

Breite: ca. 8mm

Höhe:ca. 2, 5mm

Anzahl LEDs: 60St./m

Abstrahlwinkel: 90 Grad

Farbtemperatur (Kelvin): 2400-3500K

Leuchtkraft: 1200-1500 mcd/LED

Leistung: ca. 4-5 Watt /m

Farbe: (kalt) weiß

Spannung: 12V DC

Strom:ca. 0, 5A /m

Breite: ca. 10mm

Höhe:ca. 2, 5mm

Anzahl LEDs: 60St./m

Abstrahlwinkel: 90 Grad

Farbtemperatur (Kelvin): 5000-6000K

Leuchtkraft: 1300-1600 mcd/LED

Leistung: ca. 4-5 Watt /m

Bei einem Abstrahlungswinkel von 120 Grad:

Farbe: warm weiss

Spannung: 12V DC

Strom:ca. 0, 5A /m

Breite: ca. 9mm

Höhe:ca. 2, 5mm

Anzahl LEDs: 60St./m

Abstrahlwinkel: 120 Grad

Farbtemperatur (Kelvin): 2400-3500K

Leuchtkraft: 1600-1800 mcd/LED

Leistung: ca. 4 - 5 Watt /m

Farbe: (kalt) weiss

Spannung: 12V DC

Strom:ca. 0, 5A /m

Breite: ca. 9mm

Höhe:ca. 2, 5mm

Anzahl LEDs: 60St./m

Abstrahlwinkel: 120 Grad

Farbtemperatur (Kelvin): 6000-7000K

Leuchtkraft: 1600-1800 mcd/LED

Leistung: ca. 4 - 5 Watt /m

Technische Daten RGB-Stripe:

Spannung: 12V DC / 1 x Plus & 3 x Minus auf R G B

Leistung: ca. 14W /m

Strom: ca. 600mA /m

Abstrahlwinkel: 120 Grad

Anzahl LEDs: 60St./m

Farben: RGB (Rot, Grün, Blau)

Länge: ab 5 cm

Breite: ca. 12 mm

Höhe: ca. 2, 5 mm

Erzeugbare Farben: ca. 65000, manche auch bis ca. 1, 7 Mio.

Anmerkung: Die Verbrauchsangabe bezieht sich immer auf SMD-LED-Stripes mit 60 LEDs/m, bei 30 LEDs/m halbiert sich die Leistungsaufnahme natürlich, allerdings halbiert sich auch die Lichtmenge, bei 120 LEDs/m verdoppelt sich Beides.

Um sich eine Lampe in LED-Technik zu bauen, benötigt man als weiteres Zubehör natürlich noch ein passendes 12V-Netzteil (od. halt 24V bei 24V-Stripes) in ausreichender Stärke (es sollte nach Möglichkeit immer ca. 10% mehr Leistung haben, als die angeschlossene LED-Leistung), bei Bedarf einen LED-Dimmer (natürlich zum Dimmen der Beleuchtung) und für RGB-LEDs natürlich einen RGB-Controller oder RGB-Dimmer für die Farbansteuerung. Für RGB-LEDs empfiehlt sich natürlich am besten ein Controller, der sich frei programmieren lässt, um einen vollen Tagesablauf zu simulieren. Bei RGB-LED-Stipes ist zu beachten, das die Farben einen gemeinsamen +-Pol benutzen und für R-G-B jeweils einen seperaten Minus.

Der Bau einer LED Lampe gestaltet sich eigentlich recht einfach, ich bevorzuge dafür gleich die wasserdichten weissen Stripes mit 120 LEDs/m bei 120 Grad Abstrahlwinkel und die RGB-Stripes mit 60 LEDs/m, das bringt eine Menge Licht. Ist es dann zu hell, kann man ja herunterdimmen.

Preislich gesehen liegt 1m der weissen 12V-LED-Stripes mit 60 LEDs/m bei etwa 20 €, 1m der RGB Stripes kostet ca. 25 €, hinzu kommen natürlich die Kosten für euer Trägerprofil (wenn nötig !!!), das Netzteil (12V/30W) liegt bei ca. 15 €, wird mehr Leistung benötigt, natürlich mehr und evtl. die Kosten für den Dimmer oder Controller. Die Stripes mit 30 LEDs/m sind natürlich etwas günstiger, bei 120 LEDs ... Die LED-Stripes gibt es im Moment auf Rollen in einer Länge bis zu 5m, aber natürlich auch auf eure benötigten Längen konfektioniert.

Jetzt sollte man sich langsam mal Gedanken über die Lichtfarbe und Ausbeute in seinem Aquarium machen. Es können ja die unterschiedlichsten Kombinationen gemacht werden, z.B. wie unten auf den Bildern zu erkennen ist, einen 3-streifigen LED-Balken mit 3 kaltweissen, 3 warmweissen, oder natürlich einem gemischten Aufbau mit kalt- und warmweissen LEDs, oder benötige ich gar einen RGB-LED-Balken, der mir gleichzeitig meine Sonnenauf-, und Sonnenuntergänge, sowie vielleicht ein Mondlicht in Blau oder Grün in mein Aquarium zaubert, oder auch den gesammten Tagesablauf regelt. Der RGB-Stripe kann dabei tagsüber als "kaltweißer" Stripe genutzt werden, denn die gleichzeitige Ansteuerung aller 3 Farben bewirkt ein weißes Licht.

Man kann somit beliebig viele Streifen miteinander kombinieren, darf dabei aber niemals den Stromverbrauch außer Acht lassen. Auch darf man die Längen der zu verschaltenden LED-Stripes nicht vernachlässigen, da die meisten Controller / Dimmer nur eine bestimmte Stromstärke bedienen können, also Achtung !!!

Wie schon etwas Höher angedeutet, können die Stripes mit einer Schere einfach auf Länge (alle 3 LEDs / 5cm) eingekürzt werden, dazu sind die Streifen an den Schnittstellen extra makiert. Diese Streifen klebe man dann mit dem schon ab Werk angebrachten doppelten Klebeband einfach in seine vielleicht schon vorhandene und evtl. leergeräumte Abdeckung ein, oder bringe Diese auf einem Alu- oder Kunststoffprofil von ausreichender Länge und Breite an. Diese Balken kann man dann nachher einfach auf den Glassteeg legen. Vorher bitte an den späteren Lötstellen das Silikon entfernen. Für einen weissen Streifen benötigt man ein Kabel mit 2 Polen, für einen RGB-Stripe benötigt man natürlich ein 4-pol. Kabel, am besten natürlich mit unterschiedlichen Aderfarben, oder auch Nummern. Jetzt kann man die Kabel mit den Streifen einfach wie auf den beiden unteren Schemazeichnungen zu sehen ist, miteinander verlöten. Wer nicht löten mag, oder kann, der kann sich auch fertig konfektionierte Kabel mit Steckern zum Anstecken besorgen. giebt es auch in jedem guten LED-Shop !!!

Und bitte beim Verschalten der einzelnen LED-Reihen miteinander, auf richtige Polung achten, da es sonst zum Totalausfall der LED-Stripes führen könnte. Benutzt man die nicht wasserdichten LEDs muss man das Ganze hinterher noch mit Silikon vergiessen, ansonsten nur noch die Schnittkanten und Lötstellen mit etwas durchsichtigem Silikon verschliessen und schon ist die Beleuchtung wieder wasserdicht. Diese Lampen sind so für Süß- als auch für Seewasseraquarien geeignet.

Eine einfache weiße, rote, gelbe oder auch blaue Beleuchtung kann jetzt schon entweder direkt an das Netzteil angeschlossen werden, welches natürlich weg von Wasser und Feuchtigkeit zu platzieren ist, oder es wird über einen zus. Dimmer an das Netzteil angeschlossen, um so die Beleuchtungsintensität einzustellen. Die Beleuchtungszeiten können dann ganz einfach über eine digitale Zeitschaltuhr gesteuert werden. RGB macht allerdings etwas mehr Aufwand.

Der RGB-LED-Controller:

Eine LED-Beleuchtung die Einzig und Allein aus weißen oder auch aus einfarbigen LED-Stripes besteht, macht wenig Aufwand bei der Steuerung.

Schwieriger ist hier schon die Steuerung von sogenannten RGB-LED-Stripes.

Dazu bedarf es dann schon eines speziellen Dimmers, mit dem dann die einzelnen Farben von Hand oder Fernbedienung angesteuert und auch gedimmt werden könnten. Besser ist allerdings ein RGB-Controller der soetwas selbst steuern kann. Meiner Meinung machen für die Aquaristik aber nur die Controller wirklich Sinn, die man selber programmieren kann. Damit ist es dann relativ leicht einen Ablauf von Sonnenuntergang, Mondlicht, Sonnenaufgang zu erschaffen, nachdem die normale Tagesbeleuchtung zum Ende gekommen ist, oder besser man steuert gleich den gesammten Tagesverlauf.

Zum Beispiel: Frei Programmierbarer RGB Controller V7 ; Programmable RGB Controller V7 :

Diesen Controller (siehe Foto) gibt es zum Preis von knapp 50 € in guten LED-Shops. Er lässt sich ohne große Vorkenntnisse und komplett ohne einen PC programmieren. Man hat damit die Möglichkeit Farben und Verläufe selbst zu generieren. Vor allem speicher der Controller das selbst erstellte Programm auch nach Ausschalten des Gerätes fest ab. Zudem liegt dem Gerät noch eine Funk-Fernbedienung bei, mit dem Es sich steuern lässt.

Anmerkung zum RGB-Controller V7: Bei diesem Tageslichtsimulator wird evtl. noch eine zus. Zeitschaltuhr benötigt, denn dieser Tageslichtsimulator kann einen verkürzten Tagesablauf aufweisen, auf Grund seiner fehlenden eingebauten Uhr und Fertigungstoleranzen bei seinen elektronischen Bauteilen.

Um diesen RGB-LED-Controller vollständig auf 24 Stunden zu bringen müssen Sie die Zeitschaltuhr wie hier beschrieben einsetzen:

Setzen Sie die Zeitschaltuhr genau dann ein, wenn Sie eine Lichtchtpause bei Ihrem Programm eingestellt haben, z.B. über Nacht, oder während einer Lichtpause über die Mittagszeit. Programmieren Sie die Zeitschaltuhr so das diese für den Zeitraum der Lichtpause den Tageslichtsimulator komplett vom Stromnetz trennt und passend zum nächsten Lichteinschaltpunkt den Strom für das Gerät wieder einschaltet, da die Programmierung am Ausschaltpunkt dann fortgesetzt, oder bei einem Programmende (z.b.: über Nacht) neu gestartet wird.

Technische Daten:

Arbeitstemperatur: -20 bis 60C

Spannung: 12V DC

Ausgang: 3 Kanäle (Rot, Grün, Blau)

Anschlussart RGB: gemeinsamer Pluspol

Max. Belastung: <4A je Kanal

Masse: L94mm x B59mm x H25mm

Max. Ausgangsleistung: 144W / 48W pro Kanal

Die Programmierung des Controllers:

Es können pro Programmschritt insgesamt 5 Parameter eingestellt werden:

1. Haltezeit, 2. Dimmzeit, 3. Farbe Rot, 4. Farbe Grün und 5. Farbe Blau.

Insgesammt sind 20 Programmschritte möglich, die Farben Rot, Grün und Blau lassen sich jeweils in 256 Stufen frei programmieren. Das Gerät verfügt insgesammt über 3 Beispielprogramme die das Erlernen der Programmierung vereinfachen sollen.

Der Controller lässt sich natürlich auch problemlos zu Steuerung von einfarbigen Stripes verwenden. Natürlich kann man aber auch die weissen LED-Reihen mit einer beliebigen Farbe koppeln und Diese dann zusammen mit RGB zu steuern.

Ansteuerung einer LED-Beleuchtung über einen Aquariencomputer, ala GHL:

Da sehr viele Leute für ihre Lichtsteuerung die Aquariencomputer der Fa. GHL benutzen, ist Dieser natürlich auch sehr interessant um eine LED-Beleuchtung zu steuern. Leider geben die dafür benötigten Schnittstellen nur 1-10V aus, was wohl zum Betreiben der hauseigenen Simu-LED-Balken reicht. Über einen kleinen Umweg ist es allerdings möglich eine selstgebaute LED-Beleuchtung zu Dimmen und auch RGB-Stripes zu betreiben.

Dieser Part des Blogs kann auch mittlerweile direkt durch 2 kleine Geräte der Fa. GHL abgedeckt werden, wovon der Erste allerdings nur für recht kleine Leistungen geeignet ist: Die beiden GHL LEDControl 4.

Der LEDControl 4aktiv ist zu einem Preis von ca. 60€ bereits erhältlich, hat aber nur eine Leistung von 55W an 18V (!!!). Das Gerät hat einen max. Strom von 3A pro Kanal, oder 3A in Summe für alle Kanäle, was bei einer Spannung von 12V nur "36W" für die LED-Lampen ergibt. Das bedeutet für uns, dass man für mehr Leistung entweder mehere dieser Geräte benötigt, dann natürlich pro LED-Farbe auch einen Lichtkanal am GHL (Bei 4 Farben R, G, B & W also 4 Kanäle, bei 2 dieser Gräte dann schon 8 Lichtkanäle). Besser ist es dann für 4 Kanäle auf das GHL-Gerät ohne den eingebauten 3A-Treiber auszuweichen und dann externe LED-Treiber zu verwenden. Das wir dann wohl die günstigere Lösung werden.

Die Selbstbauvariante, auch für höhere Lampenleistungen:

Um eine 12V (oder auch 24V, je nach Stripe) RGB-LED-Steuerung 4-kanalig (auch mehr wären problemlos möglich !!!) über die 1-10 Volt Schnittstellen des GHL (ginge wohl auch mit anderen Fabrikaten) zu realisieren wird zusätzlich zu unseren selbstgebauten LED-Balken ein 3 Kanal Dimmer für RGB und ein weiterer 1-Kanal-Dimmer 1-10V (z.B.: Fa. Barthelme LED Solutions aus Nürnberg, gibt es aber auch wohl von Osram) eingesetzt.

Technische Daten:

1x 3-Kanal Dimmer für RGB:

Artikel-Nr.: 66000120

Betriebsspannung: 10-24V DC (am Ausgang dann auch als Max.-Spannung)

Max. Strom pro Kanal: 5A

Ansteuerung: 3x 0-10V, aktive Spannung, oder 3 Potis über Hilfsspannung

Maße (LxBxH) in mm: 120 x 100 x 40 mm

1x Einkanal Dimmer 1-10V:

Artikel-Nr.: 66000166

Betriebsspannung: 12-24V DC

Max. Strom: 6A

Ansteuerung: 1-10V DC

Maße (LxBxH) in mm: 167 x 42 x 31 mm

So kann dann jede Farbe einzeln über einen der Dimmkanäle des GHL Profilux Aquariencomputer angesteuert werden. Es stehen damit alle Möglichkeiten des AQ-Computers in Verbindung mit der Sparsamkeit der LED-Technik zur Verfügung.

Sonderbeleuchtung wie Blitzsimulation und Sonnenauf- & Untergänge ganz leicht gezaubert mit RGB-LED-Stripes:

Mittels eines kleinen RGB-Controllers der Fa. Conrad und einem RGB-LED-Streifen lassen sich recht leicht Special-FX, wie z.B. eine Gewittersimulation oder auch eine Sonnenauf- und Untergangssimulation, realisieren.

RGB-Steuergerät für LED-Streifen MS-35:

Highlights & Details:

7 Festeffekte und 2 Sequenzen frei programmierbar

16, 7 Millionen Farbtöne erzeugbar

Ansteuerung optional über Tasten oder Fernbedienung

Sieben Sequenzen sind bereits vorprogrammiert, darunter sind auch die besagte Gewittersimu mit "Wetterleuchten" und der Sonnenauf- & Untergang, aber auch eine Kaminfeuersimulation für die "Romantiker" unter Euch, zwei weitere Programme können über die beiligende PC-Software frei programmiert werden, dazu wird aber eine Schnittstelle zum PC über dem VOLTCRAFT-USB Programmieradapter benötigt. Über den optional erhältlichen IR-Empfänger und eine Universal-Fernbedienung kann das Steuergerät fernbedient werden. Die Festprogramme können mittels Jumper angewählt werden, die Geschwindigkeit kann mit einem kleinen Poti noch verändert werden. Wird das Gerät dann mit Spannung versorgt (evtl. über eine digitale Schaltuhr) so starten dann die gewählten Effekte, oder eines der beiden frei programmierbaren Programme (51 Schritte können damit programiert werden). Einstellmöglichkeiten über die Software: Start der Sequenzen, Wahl der Geschwindigkeit und Helligkeit, programmieren eigener Sequenzen (Farbvorschau, Anteile R, G, B, Haltezeit der Farbe und Überblendzeit zur nächsten Farbe).

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Titel: Selbstbau einer LED-Beleuchtung leichtgemacht (Artikel 4018)
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