Wie dimmt man Leuchtstoffröhren?

[discostu]

Hab mal ne Frage, die nicht wirklich viel mit Robotern zu tun hat, aber vielleicht kann mir trotzdem jemand weiterhelfen.

Hab diese Erklärung


"Sowohl Vorschaltgeräte als auch Starter gibt es auch in elektronischen Ausführungen, die es im Falle des Vorschaltgerätes z.B. erlauben, über Phasenabschnitt die Lampe zu dimmen oder mittels Frequenzerhöhung das Restflimmern zu entfernen (mit Frequenzen, die weit über dem Auflösungsvermögen des menschlichen Auges liegen). Ebenso können diese elektronischen Vorschaltgeräte erkennen, ob die Röhre defekt ist, um gegebenenfalls abzuschalten."

auf

http://www.physikerboard.de/lexikon/Energiesparlampe,definition.htm#Vorschaltgerät_und _Starter:_die_Zündung_der_Leuchtstoffröhre

gefunden.

Kann mir jemand erklären, wie das Dimmen laut dieser Erklärung ganz genau funktioniert?

[Gleylancer]

Stell dir mal eine Sinus-Halbwelle vor. Ungedimmt geht die ganze Welle auf die Lampe.
Bei einer Phasen-an/ab-schnittsteuerung wird ein Thyristor (Triac) verwendet. Je nach eingestellter Steuerung zündet dieser Thyristor etwas später, was zur Folge hat, das der erste (oder letzte) Teil der Sinuswelle abgeschnitten wird. Somit wird also nicht die ganze Energie verwendet, sondern nur der Teil, der über den gezündeten Thyristor läuft.

Soweit alles verstanden???
Gruß, Gley

[TheWape]

naja die normale dimmerschaltung mit diac und triac funzt nicht, da dabei die steuerung über den strom geschieht, die (effektive) spannung aber geregelt wird. ne leuchtstoffröhre ist ein stark induktiver verbraucher und somit eilt der strom der spannung voraus (oder andersrum, weiss ich nimmer genau)

[Gleylancer]

Die Leuchtstoffröhre an sich ist eigentlich schon ein Sonderfall, da ja kein Licht im herkömmlichen Sinne (Wendel) verwendet wird, sondern eine Beschichtung (Calciumwolframat, Zinksulfid oder auch Zinksilikat ) mit Hilfe von UV-Strahlung zum Fluoreszieren gebracht wird.
Bei Schwarzlicht-Neonröhren fehlt diese Schicht (was die Hersteller aber nicht davon abhält einen höheren Preis zu verlangen).

Das eine Leuchtstoffröhre anders gedimmt wird als eine Ohmsche Last ist klar, deshalb hab ich ja auch nur geschrieben, wie eine Phasenanschnittsteuerung funktioniert (und das war ja auch die Frage).

Ach übrigens: An einer Induktivität eilt der Strom der Spannung um 90° hinterher, nicht umgekehrt.

Hab auch schon Neonröhren als Flashlight gesehen, allerdings ist dies nicht ganz ungefährlich, da ein Draht mit Netzspannung über die Röhre gelegt werden muss. Ansonsten würde die Leuchtstoffröhre nicht so schnell zünden können.

Gruß, Gley

Kann mir jemand erklären, wie das Dimmen laut dieser Erklärung ganz genau funktioniert?



hab ich ja auch nur geschrieben, wie eine Phasenanschnittsteuerung funktioniert (und das war ja auch die Frage).

naja

[Hessibaby]

Hi,

die Geschichte mit der Leuchtstofflampe ist eigentlich eine ganz einfache:
1.) Die Standardvariante mit Vorschaltgerät und Starter
Einschaltvorgang - Starterkontakt ist geschlossen - Glühwendel in der LL heizen das Gas in der LL auf - Starter geht auf - Vorschaltgerät erzeugt Spanngsspitze zum Zünden des Gases - LL leuchtet. Soweit so gut. Dimmen früher mit Stelltrafo und einem Kupfernetzstrumpf über der Röhre.
2.) Aktuelle elektronische Dimmversion
- ohne Starter - ohne Vorglühen - sondern kurzer Hochspannungsimpuls zum Zünden und dann eine PWM-Regelung wie z.B. Motor bei der zwar die Spannungshöhe zur Aufrechterhaltung des Gasentladungsstromes in der LL erzeugt wird aber der Energiegehalt (P=U*deltaI) über das Impuls-/Pausenverhältnis geregelt wird.

Bei Phasenan-/abschnitt funktioniert das ganze nur deshalb nicht weil bei 50Hz zwar der Energiegehalt Prms geregelt werden kann aber die Spannungshöhe zur Erhaltung der Gasentladung unterschritten wird.

Gruß Hartmut

[PasstScho]

Hi,
Ich will auch eine Leuchtstofflampe mit PWM dimmen.
Hat jemand einen Schaltplan, wie man die Lampe ansteuern muss, um sie an einen AVR hängen zu können?
MfG Alex

[PICture]

Hallo!
Das Thema ist sehr interresant. Ich wollte schon ein paar mal mir so was bauen, wußte aber nicht ganz genau wie es funktioniert.
@Hessibaby
Danke für sehr gute Erlärung des Prinzips. Gibt es schon solche fertige Dimmer zu kaufen?. Ich habe so was bisher in keinem Geschäft bzw Katalog gesehen. Weißt Du irgendwas darüber?
@PasstScho
Wenn so ein fertiges Dimmer gibt, ist es kein Problem. Wenn aber nicht ...
Ich Bin bereit, mich an Entwicklung solcher Steuerung aktiv zu beteiligen, weil ich es allein in derzeitigem Leben nicht mehr schaffen würde.
MfG

[PasstScho]

Hi,
Also mir kommt das etwas komisch vor, dass es dazu einfach keine Eigenbau variante gibt.
Ist sowas wirklich so schwer zu realisieren?
Irgendjemand muss sich doch schonmal den Kopf darüber zerbrochen haben...
MfG Alex

[PICture]

Hallo!
Es ist wirklich verdamt schwer zu realisieren, sonst wäre es in jedem Laden zu kaufen geben.
Mit der Formel P=UxDeltaI komme ich nicht weiter. Ich war in Phisik und Mathe sehr gut aber mit gas, kenne ich mich nur im Auto aus.
MfG

[teslapower]

Hmm, das interessiert mich jetzt! Ich glaube, da werd ich mich mal drübermachen!

[PICture]

Hallo teslapower!
Weißt Du mehr über das Problem als bis jetzt gesagt wurde?
MfG

[honkitonk]

Ich glaube das ist aufgrund der Art der Lampe nicht möglich.
Die Drossel (könnt mich schlagen) macht das Gas an und aus. Das heist es ist 0 oder 1. Das heisst man kann es nicht dimmen. Denn sonst fänkt es an zu flackern.....

euer Student

[PICture]

Haben auch schon viel darüber gedacht und habe ich eine Theorie gefunden, die vielleicht was in sich hat. Ich habe mich mit LL nicht viel beschäftigt, habe aber ein Löschgerät ohne Drossel für Eproms zusamen genäht. Zum "anzünden" habe ich Spannungverdoppler mit eine Diode und einem Kondensator, der mittels einem Taster geschaltet war, verwendet. Also die ca. 600V ist genug zum "starten". Praktish gesehen, so eine LL, wenn sie nicht leuchtet ist ein Isolator, und wenn schon gezündet ist leitet Strom. Solange der Strom durch die LL fliest, leuchtet sie. Wenn aber der Strom unter bestimmten Wert sinkt erlischt sie. Die Spannung bleibt praktisch konstant, wenig abhängig vom Strom. Die Impedanz ist eine nicht lineare Funktion der Spannungs und Strome. Wenn man die U-I Charakteristik herausmessen wird, könnte man teoretisch, mit einem PIC die beiden Parameter also U und I gleichzeitig so ändern, dass die LL nicht erlischt. Dann müsste sich die Helligkeit ändern auf Grund geänderter Energie,die die LL kriegt.
Die Grundforschung einer LL scheint mir aber eine Doktorarbeit zu sein.

[PasstScho]

Hallo,
endlich mal mehr Antworten... :)
Soweit ich das jetzt mitbekommen habe braucht man folgendes um Experimentieren zu können (alles steuerbar an einem AVR!!)
-Starter (Impulserzeuger mit ca. 600V)
-Strommessgerät um Stromfluss in die LL zu messen (über Spannungsabfall+Differenzverstärker an einem kleinen Widerstand?)
-Stromregler(um den Strom zu limitieren, der in die LL geht)
-Spannungsregler (mit PWM und Transistoren oder vergleichbarem...?)

Wenn man das alles an einen AVR angeschlossen hat, könnte man (Ich) ja mal anfangen zu experimentieren oder habe ich was falsch verstanden oder vergessen?
Momentan frage ich mich noch, welcher Spannungsbereich da regelbar sein sollte. Wenn also noch jemand sagen könnte, welche Spannung bei einer normalen Leuchtstofflampe (20-40W) anliegen sollte, damit sie weiterleuchtet wäre das sehr hilfreich (oder gilt da nur W=U*I*t und solange die Energie über einen gewissen Zeitabschnitt ein Minimum nicht unterschreitet bleibt sie an(entspricht dem was PICture über den Strom gesagt hat)?).
Ich versuche mich jetzt mal schlau zu machen wie ich denn die einzelnen Komponenten bauen kann...

Wie ihr sicher bemerkt habt, kenne ich mit nicht super gut mit Elektronik und dessen Gesetzen aus, daher wäre es gut dazu eine professionellere Meinung zu höhren. :)

MfG Alex

[PasstScho]

Hi again....
Also nochmal ein kleiner Nachtrag :) :
kaum habe ich den Beitrag geschrieben, sehe ich das, was ich mir schon gedacht hatte. Das mit dem 600V Starter bringt mir wenig und werde ich anders machen müssen.
Die Elektronischen Vorschaltgeräte erzeugen hohe Spannungen (also höher als 600V !) wodurch die Lampe sofort gestartet wird und das Vorheizen völlig entfällt.
Siehe hier: http://www.cwaller.de/deutsch.htm?lichtleuchtstoff.htm~information
und hier http://de.wikipedia.org/wiki/Vorschaltger%C3%A4t
Diese Hohe Spannungen werden wohl mit 20-100kHz generiert und bringen so die LL zum Leuchten.
Ich schau mich noch mal weiter um, wie genau dann die Helligkeitsregelung funktioniert. Ob mit normalem PWM oder mit Strombegrenzung oder was auch immer...
MfG Alex

[PasstScho]

Hi nochmal :)
Also auf http://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtstoffr%C3%B6hre ist ein Elektronischer Starter beschrieben und die Dimmung wird durch die Begrenzung des Stroms gesteuert. Nachdem ich das gelesen hab bin ich mir auch nicht mehr so sicher, ob der vorherige Post mit den EVGs stimmt ;).
Es wird Zeit, dass mal wieder jemand was sagt der sich damit auskennt und ich halte mich etwas mehr zurück :)
MfG Alex

[PICture]

Habe bloß meine Idee und Erfahrung mit den LL kurz erlätert. Denke, dass es für experimentieren so ein "Starter" langt. Jetzt ist mir eigefallen das der Drossel oder Kondensator den Strom um 90 grad in der Fase verschiebt, das bedeutet, dass auf der LL Spannung gibt (und sogar maximale, um 300V) wenn Strom 0 ist und umgekehrt, wenn die Spannung 0 ist, ist der Strom maximal. Ich denke, dass man die alle Messungen mit Gleich- strom und spannung machen muß, weil bei dem Dimmen sowieso keine Netzspannung genommen wird. Vielleicht funktioniert es durch Fasenverschiebung zwischen Rechteckigem Strom und Spannung?Vielleich könnte man zuerst ganz eifache experimente durchfüren, die bloß die Helligkeit sichtbar verändern?Z. B. wenn mann die Fasenverschiebung mit verschiedenen, parallel an die LL angeschlossenen Kondensatoren ( wenn Drossel verwendet ist), ändert?

[teslapower]

Hi!
also hier mal meine grundlegenden Überlegungen!

1. Man nimmt Netzspannung und richtet sie gleich.
2. Man zerhackt diese gleichgerichtete Spannung in eine pulsierende Gleichspannung fester Frequenz.
Der Strom der Lampe wird durch ein LC Glied begrenzt, daher muss
dieser immer für die jeweilige Lampenleistung und Frequenz dimensioniert sein!
Wenn man nun diese feste Frequenz(30-100KHZ) PW moduliert sollte das doch wunderbar klappen!
Man muss halt in einem "Dimmbereich" bleiben in dem das Gas ionisiert bleibt und die lampe nicht erlischt bzw. durch dauerhaftes neu Zünden flackert.

Werd mal basteln! Wenn jemand etwas Überlegung beisteuern will, sehr gerne!!!

MFG teslapower

[teslapower]

Halt, PWM ist bei nem Schwingkreis nicht angebracht!!!
Aber dann müsste man doch über die Frequenz gehen können!

Mal rechnen...

[teslapower]

Hmm, da wäre noch ein Problem!
Wie bekomme ich die Nennspannung oder Strom einer Leutstoffröhre Typ.X X Watt raus?

Wie erkennen denn die gekauften Dimmer die Passende Leistung???

Aktueller Stillstand

MFG teslapower

[PICture]

@ teslapower
Hast Du solche gekaufte? Dann können wir die ganze Diskussion beenden und fangen das Ding mit sicherem Erfolg nachzubauen!
Es wäre schön...
Wenn solche fertige, zu kaufen gibt, dann hat jemand das ganze einmal vermessen und einprogramiert.

[PasstScho]

Hi,
@teslapower: Also irgenwo habe ich gelesen, dass 120cm LLs mit 40W 103-110V brauchen. Bin mir aber auch nicht mehr so sicher :-/
Die Elektronischen Vorschaltgeräte sind für einen Leistungstyp gemacht.
Und sooo Teuer sind die Geräte (http://search.ebay.de/search/search.dll?cgiurl=http%3A%2F%2Fcgi.ebay.de%2Fws%2F&fkr=1&from=R8&satitle=EVG+dimmbar&category0=) auch garnicht, also wer eh nur ein fertiges Dimm-Gerät will könnte uns den Gefallen ja mal machen und sagen was da so drinnen ist :)
MfG Alex

[honkitonk]

damit sind wir am ende mit der Suche!

Wer will sich das Ding kaufen?

(Nicht das wir uns jetzt zu tode bieten!)

Mhh für meine Schwarzlichtlampe wär das nicht schlecht!


euer Student

[teslapower]

Guten Morgen,
@PICture: Nein, ich hab kein gekauftes.

Is nur fraglich, ob sich die gekaufte Schaltung so ohne weiteres nachbauen lässt, aber warum nicht.

Ich werd evtl. heute einfach mal ne Schaltung für irgendeine Röhre dimensionieren.
Ich geh einfach mal von 110V aus, zum testen wirds schon passen.

MFG teslapower

[PICture]

Hallo teslapower!
An das hat sicher noch keiner gedacht, weil wir uns alle auf dem wie es funktioniert, konzentiert haben . Im schlimmsten Fall kann man von so einer z.B in kunstoff eigegossener Steuerung, mit einem Oszi zumindest das Prinzip aus dem Ding "auslesen", was die Entwicklung Zeit, erheblich verkurzt. Ein Bau eines Gerätes, das genauso funktioniert, müsste dann vielleicht nicht einfach, aber zu mindest in begräntzter Zeit möglich sein.
Ja, um 110 V habe ich auf der leuchtender LL damals mit einem DMM gemesen, ohne zu schauen wie die Spannung auf einem Oszi ausschaut.

[teslapower]

Hi!

Also theoretisch ist er schon fertig mein Dimmer! Hab gestern mal ein wenig durchgerechnet und teilweise simuliert.

Meine Taktik:
Die Leuchtstoffröhre wird über ein LC Glieb mit einer gewissen Resonanzfrequenz betrieben.
Das LC bekommt seine Spannung durch 230V->Gleichrichter->Puffer->Wechselrichter

Der Wechselrichter wird durch einen AVR gesteuert, an dem man durch zwei DIP-Schalter die Leistung und der Nennstrom der gewünschten Röhre einstellen kann.
Dieser soll dann daraus den benötigten Scheinwiderstand des LC Gliedes berechnen und den Wechselrichter auf die passende Frequenz fahren.
Dann kann man mit einem Poti am AVR noch auf die Frequenz einfluss nehmen ->dimmen.
Theoretisch funktioniert das ganz gut, momentan fehlt mir ein P-Kanal Mosfet 400V um es mal zu testen.

Was haltet ihr davon?

MFG teslapower

[superbastler]

Ich weiss leider auch nicht wie solche dimmer funktionieren, aber eigentlich müsste man doch auch farbige Lampen dimmen können?!? Ansonsten müsste es ja Unterschiede in der Startertechnik geben

[teslapower]

Kommt auf die Art der Lampe an Zündspannung, Gas, Länge...

[Hessibaby]

Also , ich habe noch mal ein wenig nachgedacht . Wenn ich mich richtig erinnere benötigt man zum Zünden der LL eine Spannung von 2kV/m .
Das bedeutet das Du für eine 120 cm Röhre ca. 2500 V brauchst um diese sicher zu zünden. Laut Hersteller darfst Du die Lampe auch dauerhaft mit dieser Spannung betreiben solange Du dafür Sorge trägst das die Verlustleistung von 36 Watt nicht überschritten wird.
Gruß Hartmut

[teslapower]

Naja, aber an der Lampe stellt sich dann ja sowieso die Betriebsspannung ein!
Man kann zwar mit 2500V Zünden, aber der Strom wird durch den Innenwiderstand der Stromquelle begrenzt.
Damit wären wir wieder bei 110V. Oder mach ich da was falsch?

MFG teslapower

[PasstScho]

Hi,
@teslapower
gut dass du das hinbekommen hast :)
Vielleicht kannst du ja mal den Schaltplan posten, dann können sich alle was darunter vorstellen.
MfG Alex

[nole]

Hallo,
es gibt eine gaaanz einfache Lösung.
http://www.norbert-geister.de/seite2.html
Gruß Norbert

[teslapower]

@nole
Es ging nicht um das Steuern eines EVGs sondern um eines zu bauen!
Übrigens habe ich meine Schaltung mal aufgebaut, hat auch ganz gut geklappt. Nur is mir dann beim Testaufbau ne Klemme abgerutscht und die ganze Sch.... mit nem gewaltigen Lichtblitz ins Jenseits geraucht!

Vielleicht bau ichs nochmal auf, wenn ich die Teile wieder habe!

MFG teslapower