Kaum eine Frage wird mir so häufig gestellt, wie die nach der richtigen Stromversorgung. Angefangen von den Verkabelung bis hin zur Wahl des richtigen Netzteils. Auch Fragen nach dem richtigen Anschließen werden häufig an mich herangetragen.

Für viele ist das Thema Elektronik und Co. ein rotes Tuch. Ohne Zweifel gibt es einiges zu beachten. Doch selbst ohne viel Erfahrung kann es gelingen eine LED-Lampe mit nur wenigen Handgriffen optimal und sicher mit Strom zu versorgen.

Auch wenn ich die folgenden Schritte jederzeit empfehlen kann, so obliegt es doch jedem einzelnen die Schritte richtig auszuführen. Mehr noch, ich kann für die Richtigkeit keinerlei Haftung übernehmen, wenngleich ich alles besten Wissens und Gewissens beschreibe und selbst schon x-fach angewendet habe. Solltest du große Unsicherheiten im Umgang mit dem Lötkolben und Strom generell haben, so schau dich in deinem Freundeskreis um. Der ein oder andere kann sicher mit Rat und Tat zur Seite stehen.

Welches Netzteil benötige ich für meine LED’s?

Eine der wichtigsten Fragen bei der Erstellung einer eigenen hocheffizienten LED-Beleuchtung ist die nach dem richtigen Netzteil. Die Antworten sind einfacher als viele zu anfangs denken. Dabei gilt es lediglich einige wenige Punkte zu beachten und bei der Auswahl mit einzubeziehen, um ein passendes Netzteil zu finden.

Grundlagen der LED-Stromversorgung: LED’s sollten heutzutage mit Konstantstrom versorgt werden. Das gewährleistet eine hohe Lebensdauer. Die einfachste und schnellste Variante ist die Verwendung eines Konstromnetzteils. Dieses wird häufig auch LED-Treiber genannt.

Der LED-Treiber liefert demnach stets einen konstanten Strom für unsere LED’s. Das gute dabei ist, dass egal wie viele LED’s an dem LED-Treiber angeschlossen werden, der Strom stets konstant ist. Das gilt zumindest für den vom Hersteller angegebenen Spannungsbereich (dazu später mehr).

Da die Helligkeit direkt von der Stromstärke abhängt, leuchten LED’s auch bei Stromstößen oder einer Verringerung bzw. Erhöhung der LED-Anzahl stets mit der gleichen Helligkeit. Ist das nicht cool? Die Helligkeit ist somit bei der Verwendung von konstanten Strom stets gleich. Damit können wir eine Aussage über die Lumenzahl einer LED treffen, je nachdem wie viel Strom durch das Netzteil erzeugt wird. Übliche Stromstärken von LED-Treibern für unsere Aquarium-Lampen sind 350mA, 500mA, 700mA und 1000mA.

Hersteller von LED-Treibern: Gute Hersteller von LED-Treibern sind beispielsweise Meanwell, Goobay, Lumotech oder Recom Lighting. Diese Aufzählung ist keinesfalls vollständig. Jedoch habe ich bisher mit diesen Herstellern sehr gute Erfahrungen gemacht, sodass ich diese in jedem Fall weiter empfehlen kann.

Auswahl des LED-Treibers: Um nun den richtigen LED-Treiber für die eigene Lampe zu wählen, ist die Anzahl der LED’s entscheidend.

Eine übliche High-Power LED wird mit rund 3V betrieben, vor allem die weißen LED’s. Bei den blauen LED’s können es auch mal 3,5V sein. Was hat das nun mit dem Netzteil zu tun? Jeder LED-Treiber hat, wie erwähnt, einen bestimmten Spannungsbereich, in dem er den konstanten Strom bereit stellen kann, also genau das was wir für unsere LED’s wollen. Dieser Spannungsbereich kann beispielsweise von 34 bis 54V reichen, was jedoch an dieser Stelle nur ein aus der Luft gegriffener Wert ist. Damit ist klar, dass es eine Untergrenze und eine Obergrenze bei der Anzahl der LED’s gibt, die an dem Netzteil mit konstanten Strom betrieben werden können.

Um die den richtigen LED-Treiber auszuwählen, addierst du einfache die gesamten LED’s in deiner Lampe und multiplizierst diese mal 3V. Du erhältst einen Gesamtspannungswert für deine Lampe. Dieser muss nun innerhalb des erwähnten Bereiches des LED-Treibers liegen muss. Oder anders ausgedrückt: Du suchst dir nun einen LED-Treiber der bei deiner gewählten Stromstärke die Gesamtspannung für deine LED’s liefern kann. Es wird also klar, dass der LED-Treiber passend zu der Anzahl deiner LED’s gewählt werden muss.

Damit das ganze etwas klarer wird, gehe einfach nach den folgenden Schritten vor, und bestimme deinen LED-Treiber:

  1. Lichtintensität festlegen: Lege die Intensität deiner zukünftigen Lampe fest. Dabei richtest du dich nach dem Lichtbedarf deiner Pflanzen bzw. Korallen. Halte dich an die Empfehlungen der ersten Tabelle in der DIY-Anleitung. Du erhältst einen Wert der mit Lumen/Liter angegeben wird.
  2. Gesamtlumenzahl berechnen: Berechne den gesamten Lichtbedarf deines Aquariums. Dafür multiplizierst du den Wert aus Schritt 1. mit der Literanzahl deines Aquariums. Du erhältst die Gesamtlumenzahl für dein Aquarium.
  3. Stromstärke festlegen: Jetzt legen wir uns auf eine Stromstärke fest. Wie bereits erwähnt, hängt die Helligkeit direkt von der Stromstärke ab. Als guter Kompromiss zwischen einer guten Anzahl von LED’s und einer hohen Effizienz gilt die Stromstärke von 700 mA. Auch 500 mA und 1000 mA können je nach Anwendung sinnvoll sein. Optimal ist jedoch häufig 700mA, da es hierfür viele Netzteile gibt, die gerade bei der Verwendung vieler LED’s in einem größeren Aquarium gerne genutzt werden. Wähle also fürs erste 700 mA Stromstärke.
  4. LED-Anzahl bestimmen: Dafür kommt es auf den Typ der LED an, der bei dir zum Einsatz kommen soll. Auf dem Markt gibt es unzählige Fabrikate, jede mit eigenen Spezifiaktionen. Die gerne genutzte Cree XP-G2 R5, die auch bei der NanoQB Natural LED 6fach zum Einsatz kommt, erzeugt bei 700 mA beispielsweise in etwa 300 Lumen. Bei 500 mA sind es rund 240 Lumen und bei 1000 mA liefert eine einizige Cree XP-G2 R5 rund 380 Lumen. Ein Modul mit 6 Cree XP-G2 R5 LED’s liefert demnach die 6fache Lumenzahl, doch das nur am Rande. Teile nun die Gesamtlumenzahl, aus Schritt 2., durch die Lumen pro LED bei deiner Stromstärke. Beispielsweise wird bei 700 mA und der Verwendung von Cree XP-G2 R5 LED’s die Gesamtlumenzahl durch 300 Lumen geteilt. Du erhältst schließlich die LED-Anzahl für deine Aquarium-Lampe.
  5. Gesamtspannung der LED’s bestimmen: Um nun das richtige Netzteil auszuwählen, fehlt dir noch ein einziger Wert: die Gesamtspannung der LED’s. Multipliziere dafür die LED-Anzahl, aus Schritt 4, mit der Spannung einer LED. Das ist bei der Cree XP-G2 R5 in etwa 3 V. Du erhältst die benötigte Gesamtspannung deiner LED’s. Der LED-Treiber muss nun diese Spannung bereitstellen können bzw. in diesem Bereich arbeiten, um deine LED’s mit Konstantstrom versorgen zu können.
  6. LED-Treiber auswählen: Wähle den LED-Treiber für deine LED’s aus. Dabei suchst du einen LED-Treiber beispielsweise von den oben genannten Herstellern, der die festgelegte Stromstärke, aus Schritt 3., und Gesamtspannung, aus Schritt 5., liefert. Die Tabelle unten zeigt dir meine favorisierten LED-Treiber-Modelle. Der angegebene Spannungsbereich und die Stromstärke helfen dir bei der schnellen Auswahl. War es das schon? Fast.
  7. Spezialfall: Solltest du viele LED’s verwenden, was bei einem größeren Aquarium häufig vorkommt, kann es sinnvoll sein zwei oder drei Netzteile zu nutzen. Das ist in der Tatsache begründet, das es für viele LED’s nur eine sehr geringe Auswahl an LED-Treibern gibt. Ab einer bestimmten LED-Anzahl gibt es sogar keinen passenden LED-Treiber, der extrem viele LED’s in nur einem einzigen Stromkreis betreiben kann. Somit sollten dann einfach mehrere LED-Treiber verwendet werden. Dabei wird schlicht die LED-Anzahl auf die LED-Treiber aufgeteilt. Die so aufgeteilten LED’s werden von jedem Netzteil in einem eigenständigen Stromkreis betrieben, dazu weiter unten noch genaueres.

Beispiel: Ich möchte ein 240 l Aquarium betreiben und dort mit zum Teil sehr lichthungrigen Pflanzen Aquascaping betreiben. Wie bestimmt ich die Daten für meinen LED-Treiber?

Schritt 1: Ich lege gemäß der Tabelle 60 Lumen/Liter als Ziel fest.

Schritt 2: 240 l multipliziert mit 60 Lumen/Liter ergeben einen Bedarf von 14.400 Gesamtlumen für das Aquarium.

Schritt 3: Als Stromstärke wähle ich die empfohlenen 700 mA, für die Cree XP-G2 R5.

Schritt 4: Jede Cree XP-G2 R5 erzeugt 300 Lumen. 14.400 Lumen geteilt durch 300 Lumen ergeben eine LED-Anzahl von 48 für das gesamte Aquarium.

Schritt 5: Die Gesamtspannung der LED’s erhalte ich, indem die LED-Anzahl mit 3 V multipliziert wird. Das macht eine Gesamtspannung von 144 V.

Schritt 6: Als Netzteil wähle ich eines der größten LED-Treiber von Meanwell, das Meanwell HVGC-100-700A, aus der Tabelle unten drunter. Dieses erzeugt 700 mA Konstantstrom und kann bis zu 142 V erzeugen. Zudem ist es dimmbar. Gemäß Schritt 5 benötige ich jedoch 144 V. Aus diesen Grund reduziere ich die LED-Anzahl etwas, beispielsweise um 6, auf 42 LED’s. Damit habe ich etwas Puffer gelassen, da ein LED-Treiber bzw. generell Netzteil nie am Spannungslimit betrieben werden soll. Ich erhalte eine Gesamtspannug von 128 V.

Schritt 7: Die übrigen 6 LED’s betreibe ich mit dem LED-Treiber: Goobay SET CC 700-20. Dieser ist perfekt für die Anwendung von bis zu 8 LED’s bei 700 mA geeignet. Die übrigen 6 LED’s betreibt er demnach mühelos. Auch denkbar wäre es die LED-Anzahl gleichmäßig auf zwei oder drei kleinere Netzteile von Meanwell aufzuteilen.

Die Verwendung der 2 Netzteile soll nur als Beispiel für große Aquarien herhalten. Ich hätte auch das Meanwell HVGC-150-700A verwenden können, das bis zu 150V erzeugen kann. Dieses Netzteil passt perfekt zu dem beschriebenen Beispiel.

Übersicht bewährter LED-Treiber für DIY-Aquarien Leuchten

Im Folgenden werden die bereits erwähnten bewährten LED-Treiber aufgelistet, die in meinen DIY-Aquarien Lampen und auch anderen LED-Projekten verwendet werden.

BezeichnungStromSpannungmax. LED
(bei 3V/LED)
DimmbarLink
Meanwell HVGC-100-700A700 mA15 - 142 V5 - 47jaklick
Meanwell HVGC-150-700A700 mA21 - 214 V7- 71jaklick
Meanwell LPC-20-700700 mA9 - 30 V3 - 10neinklick
Meanwell LPF 40D-54760 mA32 - 54 V10 - 18jaklick
Meanwell PLC 30-48640 mA33 - 48 V11 - 16neinklick
Goobay SET CC 700-20700 mA0 - 29 V0 - 9neinklick
Lumotech 20W L05011i700 mAbis 24 V8jaklick
Recom RACT20-700700 mA15 - 28 V5 - 9jaklick

Wie du siehst, nehmen die Meanwell LED-Treiber einen Großteil der Tabelle ein. Diese haben sich für viele LED’s in einem einzigen Stromkreis besonders gut bewährt. Sie sind sehr robust und haben alle möglichen Schutzmechanismen. Für extrem viele LED’s sind die LED-Treiber der HVGC bestens geeignet. Damit kann beispielsweise selbst ein 500 l Becken mit bis zu 65 LED’s bzw. 11 NanoQB Natural LED Modulen in einem einzigen Stromkreis betrieben werden (HVGC 150).

Auch die anderen LED-Treiber-Hersteller haben zumeist die wichtigsten Schutzmechanismen wie Überlastschutz, Übertemperatur und so weiter eingebaut. Diese LED-Treiber sind für kleinere Aquarien bis 40 l ideal geeignet. Ein einziges NanoQB Natural LED-Modul kann mit den kleinen LED-Treibern problemlos betrieben werden.

Hervorheben möchte ich bei den kleineren Netzteilen den Lumtech LED-Treiber. Dieser kann besonders gut angepasst  werden. Es kann zwischen den Stromstärken 350, 700 und 1050 mA gewählt werden. Zudem kann der Lumotech LED-Treiber ebenfalls gedimmt werden.

Die Beschaffung des passenden LED-Treibers ist in der Regel sehr günstig und unkompliziert über Ebay möglich. Wer lieber bei Amazon einkauft findet auch dort den ein oder anderen LED-Treiber, wenn jedoch häufig nicht jedes der empfohlenen Modelle. Sollte ein anderes Modell gewählt werden, ist darauf zu achten, dass es unbedingt ein Konstantstromnetzgerät sein muss. Es gibt auch LED-Netzteile die für LED-Stripes geeignet sind, zumeist Konstantspannungsnetzgeräte. Diese sind jedoch nicht für unsere High-Power-LED’s geeignet.

Hinweis: Bei der Auswahl gilt es zu beachten, dass viele Hersteller eine kleine Reserve veranschlagen, da LED-Treiber nie am Limit betrieben werden sollten. 10 bis 15% reichen in der Regel völlig aus.

Um den richtigen LED-Treiber aus der Tabelle für deine Aquarium-Lampe zu wählen, nimm einfach die Gesamtspannung aus Schritt 5 und schau nach, ob diese in dem Spannungsbereich (Spalte 3) des jeweiligen LED-Treibers liegt. That’s it.

Wie verkable ich die LED’s richtig

Hat man nun die LED’s und das Netzteil vor sich liegen, gilt es diese auf den Grundkörper deiner Lampe zu befestigen und richtig zu verkabeln.

Befestigung der LED’s: Die Befestigung kann mit Arctic Silver Wärmeleitkleber einfach realisiert werden. Dieser hat sich bewährt und hält bombenfest. Bei mir hat sich noch nie eine LED gelöst. Von billigen Wärmeleitklebern rate ich ab, da keiner will, dass die LED’s nach ein paar Wochen abfallen.

Wenn du Artic Silver Wärmeleitkleber zur Befestigung der LED’s verwendest, rühre stets kleinere Portionen an, sodass du beispielsweise 2 NanoQB Natural LED Module oder maximal 6 LED’s bestreichen kannst – je nach deinem Arbeitstempo. Der Kleber wird sehr schnell hart (ca. 5 Minuten), sodass der Vorgang möglichst rasch durchgeführt werden sollte. Achte darauf vorab die beiden Komponenten im Verhältnis 1:1 gründlich durchzurühren, am besten in einer Minischüssel.

Alternativ kann Wärmeleitpaste verwendet werden und die LED’s dabei mit Schrauben befestigt werden, sofern Schraublöcher in der Platine integriert sind.

Achte dabei schon jetzt auf die richtige Ausrichtung der LED’s für die spätere Verkabelung. Richte die LED’s derart aus, dass möglichst kurze Kabelwege entstehen. Dabei läuft das Kabel von dem Minus-Pol zum Plus-Pol der nächsten LED und so weiter: eine typische Reihenschaltung.

Achte auf eine möglichst dünne Aufbringung der Wärmeleitpaste bzw. des Wärmeleitklebers. Je dünner diese aufgetragen werden, umso besser ist die Wärmeableitung.

Verkabelung der LED’s: Nachdem die LED’s an den richtigen Positionen deines Grundkörpers befestigt und korrekt ausgerichtet wurden, gilt es diese mit Strom zu versorgen.

Wie bereits erwähnt werden die LED’s in Reihe betrieben. Verkable dazu die LED’s sowie das Netzteil gemäß dem folgenden Schaltbild:

Aquarium LED Schaltplan

Dabei muss korrekter Weise angemerkt werden, dass das Symbol für LED’s oben drüber noch Striche enthalten müsste. Doch das nur Rande für all jene die direkt aufgrund dieser kleinen Formalie Aufschreien. Das runde Symbol links außen stellt die Konstantstromquelle dar, also unseren LED-Treiber.

Dieses Schaltbild wurde nur exemplarisch für 6 LED’s erstellt, um das Prinzip zu verdeutlichen. Mehr oder weniger LED’s sind jederzeit möglich. Dabei kann auch jedes der LED’s einfach als NanoQB Natural LED-Modul angesehen werden. Die Schaltung ist stets die gleiche, egal ob es sich um eine LED auf einer Star-Platine oder mehrere LED’s auf einer Platine handelt.

Aus dem Schaltbild ist insbesondere die richtige Verkabelung zu entnehmen.

Die einfache Verkabelung von 4 NanoQB Natural Modulen sieht wie folgt aus:

LED richtig verkabeln

 

Die Anordnung der Module ist lediglich beispielhaft gewählt. Diese können auch hintereinander oder nebeneinander in horizontaler Richtung angeordnet werden, wie im Artikel zur Anordnung von LED beschrieben steht.

Das Vorgehen zur Verkabelung der LED’s wird dazu in Worten, Schritt für Schritt, beschrieben:

  1. Das Minus-Kabel, das aus dem LED-Treiber kommt, wird an den Minus-Pol der ersten LED bzw. NanoQB Natural LED angelötet.
  2. Von dieser ersten LED bzw. dem LED-Modul wird nun das nächste Kabel von dem Pluspol (der ersten LED) zu dem Minuspol der nächsten LED geführt und verlötet.
  3. Schritt 2 wird solange wiederholt bis die letzte LED bzw. das letzte Modul verkabelt ist.
  4. Abschließend gilt es nun das letzte Kabel, das von einem Pluspol der letzten LED abgeht, mit dem Pluspol des LED-Treibers zu verbinden. Das war’s, fertig ist der Stromkreis.
  5. Alles nochmal überprüfen! Sind alle Kabel wirklich an den richtigen Polen angeschlossen, sodass die Reihenschaltung nach der obigen Abbildung umgesetzt wurde? Sind die Kabel an den Lötstellen alle fest? Ziehe dazu leicht an den Kabeln nach und nach.
  6. Einschalten des LED-Treibers.

Solltest du mehrere LED-Treiber verwenden, wird an jeden LED-Treiber eine eigene Reihenschaltung nach der soeben aufgezeigten Schritt-für-Schritt-Verkabelung aufgebaut. Jedes Netzteil hat damit seine eigene Reihenschaltung.

Weitere Tipps

Der richtige Kabelquerschnitt: Der Kabelquerschnitt sollte je nach der Anzahl der LED’s ausgesucht werden. Je größer dieser ist, umso besser.

Bei der Verwendung von ein bis zwei NanoQB Natural LED Modulen und 700 mA sind beispielsweise 0,75 mm2 Kabelquerschnitt die Untergrenze. Bei bis zu 4 Modulen ist ein Kabelquerschnitt von 1 mm2 zu empfehlen. 4 bis 8 Module sollten mit mindestens 1,5 mm2 Kabelquerschnitt versorgt werden. Darüber hinaus sind mindestens 2,5 mm2 zu empfehlen.

Kabeldurchführung: Um das Kabel sauber aus dem Lampengehäuse zu führen, gibt es unzählige Kabeldosen. Geeignet sind beispielsweise die gut verarbeiteten Binder-Dosen. Diese sind sehr robust und zum Großteil sogar geschützt per IP68.

Auch geeignet sind einfache Kabeldurchführungen. Diese sind ebenfalls wasserdicht. Hier wird im Gegensatz zu einer Dose das Kabel direkt durchgeführt, was für unsere Anwendungen in der Regel völlig ausreicht. Diese gibt es in den verschiedensten Größen.

Fazit

Die richtige Verkabelung einer LED-Lampe ist mit etwas Übung auch für einen Anfänger mit nur wenigen Handgriffen realisierbar.

Mit Hilfe der Anleitung wird die Auswahl eines passenden LED-Treibers vereinfacht. Dabei wird Schritt für Schritt das Bestimmen des passenden LED-Treibers aufgezeigt, das einen wichtigen Baustein für eine ausgezeichnete Lebensdauer der Lampe darstellt.

Anschließend wird gezeigt, wie die LED’s auf dem Grundkörper befestigt und schließlich sicher verkabelt werden.

Das Anschließen der LED’s ist kein Hexenwerk und kann auch von jedem DIY-Aquarianer umgesetzt werden, etwas handwerkliches Geschick vorausgesetzt.