So dimmen Sie LED-Leuchten – Ein Leitfaden zu PWM, Strom und Potentiometern

🔦 EINFÜHRUNG

Licht bedeutet nicht nur, dass es „scheint“. Es geht darum, wann, wie hell und wie lange es scheint.
Ein Schalter allein reicht nicht.

Egal, ob Sie eine Lampe für den Anbau, für die Werkstatt, für ein Smart Home oder für die Fotografie bauen, Sie möchten die Kontrolle haben.
Es geht nicht nur darum, ob es leuchtet, sondern auch wie es leuchtet .

Und hier beginnen die Probleme:

• Potentiometer – einfach, aber leicht zu treffen,
• PWM – leistungsstark, aber wenn Sie es falsch einstellen – blinkt es wie ein Stroboskop,
• digitale Steuerung – ein Traum... solange der Code nicht mitten in der Nacht abstürzt.

Dieser Leitfaden soll Ihnen helfen:

• kannte den Unterschied zwischen Dimmen mit Spannung, Strom und Zeit,
• die LEDs sind aufgrund des falsch gewählten Bereichs nicht durchgebrannt,
• er wusste, wann ein Potentiometer ausreichen würde und wann er auf I²C und Register zurückgreifen musste,
• und das wichtigste: nicht auf gut Glück verstellen .

Im Inneren finden Sie:

• Formeln, Diagramme, Tests, Fehler und praktische Tricks,
• alles beschrieben von "für den gesunden Menschenverstand" bis "für Leute vom Polytechnikum",
• und kein einziger Satz wie „einfach einstecken und es funktioniert“ .

💡 MODUL 1: Was bedeutet „die LED dimmen“?

LED wirkt nicht als Heizung – und das ist auch gut so.

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

In der Glühbirne:

• weniger Spannung = weniger Strom = weniger Licht,
• es leuchtet schwächer, funktioniert aber trotzdem, da sich der Glühfaden einfach weniger erhitzt.

In LED:

• wenn Sie zu wenig Strom geben, leuchtet es überhaupt nicht,
• bei falscher Aufstellung – leuchtet es ungleichmäßig, instabil oder schädlich (Flackern, Spektrumverschiebung),
• wenn man es übertreibt – erlischt die LED leise und langsam.

Daher dimmt eine LED nicht mit der Spannung (wie eine Glühbirne), sondern:

• durch Elektrizität,
• Leitungszeit (PWM),
• oder digital – über die Steuerschnittstelle.

🧪 TEIL 1: Wie LED leuchtet – physikalisch

LED (Leuchtdiode) leuchtet, wenn:

• die Spannung die Leitfähigkeitsschwelle (~2–3,4 V je nach Farbe) überschreitet,
• und ein kontrollierter Strom fließt durch die Verbindung.

📌 Die Lichtmenge (Lumen) hängt linear vom Strom ab, NICHT von der Spannung.

Vereinfachte Formel:
Φ ≈ η × I
Wo:

• Φ – Lichtstrom,
• η – Lichtausbeute (lm/A),
• I – Elektrizität

📏 TEIL 2: Warum funktioniert die Spannung nicht?

Mit LEDs:

• Spannung ist ein Effekt , kein Treiber,
• Der Strom steuert das Licht.

Wenn Sie die Spannung senken:

• in einer Glühbirne → funktioniert wunderbar, nur dunkler,
• in LED → Stromfluss stoppt, da die Spannung zur Leitung nicht ausreicht → LED erlischt.

Wenn Sie zu viel Spannung anlegen:

• die Glühbirne → brennt durch,
• LED → wird zuerst überhitzen und dann ohne Vorwarnung ausfallen.

🔦 TEIL 3: Wie dimmt eine LED wirklich?

1. Aktuelle Dimmung
   • Ändern des I-Werts (z. B. 350 mA → 100 mA)
   • Sanftes Dimmen, stabil
   • Erfordert einen Treiber mit dieser Funktion
   • Ideal für LED-COB-, Wachstums- und professionelle Lampen
2. PWM (Pulsweitenmodulation)
   • LED erhält volle Spannung, aber "pulsierend"
   • Frequenz: zB. 5 kHz, 20 kHz
   • Einschaltdauer (Arbeitszyklus) = Helligkeit
   • Kann bei falscher Ausführung zu Flackern führen
   • Günstig und effektiv
3. Digitale Steuerung (DAC, I²C, SPI)
   • Der Mikrocontroller steuert die Helligkeit über einen externen Treiber
   • Meistens indirekt: z.B. steuert es den DAC, der die DIM-Spannung bereitstellt
   • Einsatz in Automatisierung, Smart Home, Bühnentechnik

⚠️ TEIL 4: Was passiert, wenn Sie schlecht dimmen?

• Strom zu gering → LED leuchtet nicht, erwärmt sich aber trotzdem leicht
• PWM zu langsam → sichtbares Flackern, Augenbelastung, Probleme beim Pflanzenwachstum
• Keine Filter für PWM → Treiberstörungen, Brummen
• Schlechte DIM-Spannung → die Lampe weiß nicht weiter, leuchtet manchmal trotz Dimmen mit voller Leistung

📚 QUELLEN:

• Nichia – Prinzipien zum Ansteuern und Dimmen von LEDs
• Texas Instruments – LED-Dimmtechniken für moderne Beleuchtung
• Cree – Anwendungshinweis: Strom- vs. PWM-Dimmung in Hochleistungs-LEDs
• IEEE 1789 – Empfehlungen für Modulationsfrequenzen zur Reduzierung von Flimmern

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• LEDs werden nicht über die Versorgungsspannung gedimmt.
• Jedes Dimmen = Steuerung von Strom oder Leuchtdauer
• Sie wünschen stabiles Licht? – Sie zählen Strom, filtern PWM, testen Spektrum
• Schlechtes Dimmen bedeutet nicht nur geringere Helligkeit. Es ist:
  • Instabilität,
  • schlechte Thermik,
  • Gefahr der Beschädigung des Treibers oder der LEDs

🎚️ MODUL 2: Potentiometer als Dimmer

Die einfachste Art der Anpassung – vorausgesetzt, Sie wissen, was Sie tun.

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

Ein Potentiometer ist ein einstellbarer Widerstand. Es hat drei Anschlüsse:

• links: Beginn des Widerstandspfades (z.B. 0 V),
• rechts: Ende des Pfades (z.B. 10 V),
• Mitte: Schieberegler, also der aktuelle Spannungswert.

Theoretisch:

• zwischen links und rechts die volle Spannung anliegt (z.B. 10 V),
• in der Mitte haben Sie etwas von dieser Spannung, abhängig von der Knopfposition.

Und so:

• Treiber mit 0–10 V Eingang → liest diese Spannung und ändert die Leistung,
• Sie drehen den Knopf → die Helligkeit ändert sich.

🔌 TEIL 1: Wann funktioniert ein Potentiometer gut?

Wenn Sie einen Treiber mit einem 0-10 V / 1-10 V DIM-Eingang haben, z. B.:

• Mean Well ELG, HLG, XLG
• Inventronics EUD
• Pine VDA, LDA

Dann funktioniert das Potentiometer wie folgt:

• Referenzspannungsquelle,
• Steuersignal – versorgt nichts direkt mit Strom.

📌 Der DIM-Eingang ist ein analoger Port mit niedrigem Stromverbrauch, meistens mit einer internen 10-V-Stromversorgung und einem Strom-Pull-up (z. B. 1 mA).

🧪 TEIL 2: Wie wählt man ein Potentiometer aus?

Warum linear? Weil die Stromregelung im Treiber linear ist → 5 V = 50% Leistung, 10 V = 100%
Warum 10 kΩ? Es funktioniert mit typischen Treiberschaltungen – es überlastet sie nicht, ist aber auch nicht zu empfindlich.

⚠️ TEIL 3: Welche Fehler machen 80 % der Menschen?

• ❌ Anschluss des Potentiometers an die LED-Stromversorgung
  • Auswirkung: LED beginnt zu leuchten oder leuchtet nicht
• ❌ Verwendung eines Potentiometers ohne DIM-Stromversorgung
  • Manche Systeme benötigen 10V von außen - das Potentiometer funktioniert ohne diese nicht
• ❌ Potentiometer rückwärts verlötet
  • Man dreht ihn nach rechts und die Lampe geht aus - oder schlimmer noch - der Schieber hängt in der Luft
• ❌ Drähte an Kunststoff löten
  • Sie können das Innere des Potentiometers schmelzen

🔧 TEIL 4: Wie stellt man die Verbindung richtig her?

Beispiel: Mean Well ELG-150-C1400B-Treiber mit 0-10-V-DIM-Eingang

1. Überprüfen Sie das Datenblatt: Wenn DIM 10 V am DIM+-Pin hat (ja)
2. Verbindung:
   • linkes Bein → DIM– (GND DIM)
   • rechtes Bein → DIM+ (10V DIM)
   • mittlerer Pin → DIM-Pin (Steuersignal)

💡 Tipp: Sie können ein fertiges Einbaupotentiometer im Gehäuse verwenden – oft mit 3-poligem JST-Ausgang.

📈 TEIL 5: Was passiert, wenn Sie regulieren?

• 0 V = 0 % Helligkeit (oder min. Strom – hängt vom Treiber ab)
• 10 V = 100 % Helligkeit
• alles dazwischen = proportionale Helligkeit

Der Treiber „drosselt“ die LED-Spannung nicht – er verändert je nach Ausführung den Ausgangsstrom oder das PWM-Signal.

📚 QUELLEN:

• Mean Well – Erläuterungsblatt zur Dimmfunktion
• Inventronics – Anwendungshinweis zur 0–10 V/1–10 V Dimmschnittstelle
• Texas Instruments – Analoges Dimmen mit Potentiometern
• IEC 60929 – Anforderungen an Steuergeräte für 0–10-V-Systeme

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• Ein Potentiometer ist der einfachste Dimmer, wenn Sie einen Treiber mit einem DIM-Eingang haben
• Es muss richtig ausgewählt und richtig angeschlossen werden und darf die LED niemals direkt mit Strom versorgen.
• Wenn Sie ein Potentiometer als Spannungsteiler für eine LED verwenden, brennt Ihnen schneller etwas durch, als Sie denken.

⚡ MODUL 3: 0-10 V vs. 1-10 V – Spannungs-LED-Dimmen

Die beliebteste Methode, die am häufigsten missverstanden wird.

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

Bei der Spannungsregelung geht es nicht darum, „den LEDs weniger Strom zuzuführen“.

Sie geben eine Steuerspannung an den Treiber weiter und erst dann entscheidet der Treiber, wie viel Strom an die LEDs geliefert werden soll.

Und hier kommt die Aufteilung:

• 0–10 V – volle Kontrolle von 0 % bis 100 %
• 1–10 V – mindestens 10 %, geht nicht niedriger

Klingt ähnlich? Aber anders in Bedienung, Schaltung, Sicherheit.

📐 TEIL 1: Was ist 0-10-V-Steuerung?

• Der DIM-Eingang im Treiber liest eine Spannung zwischen 0 und 10 V
• Basierend darauf wird das "Ziel" festgelegt - z.B. 3 V = 30% Leistung
• 0 V = 0 % (oder aus)
• 10 V = 100 %

Ein solcher Treiber verfügt oft über eine eigene DIM-Spannungsquelle (z. B. 10 V, 1 mA), aus der Sie das Potentiometer mit Strom versorgen können.

Typische Kabelkennzeichnungen:

• DIM+ / V+ - 10V Quelle
• DIM– / GND – Masse
• DIM – Steuersignaleingang (manchmal mit DIM+ verbunden)

🧭 TEIL 2: Was ist 1-10-V-Steuerung?

• Dies ist ein älterer Standard, eher "analog"
• 1 V = ca. 10 % Helligkeit
• 10 V = 100 % Helligkeit
• Unter 1 V schaltet der Treiber normalerweise nicht ab - er hält einfach den Mindeststrom aufrecht

Aus technischer Sicht:

• der Treiber selbst liefert Strom (normalerweise 1 mA)
• das Potentiometer "empfängt" es als Last und formt die Spannung

💡 Dieses System funktioniert auch ohne externe Stromversorgung – ein Potentiometer oder ein DALI/DMX-Gerät genügt

📊 TEIL 3: Vergleich 0–10 V vs. 1–10 V

🔧 TEIL 4: Welches Potentiometer soll ich wählen?

Ein Potentiometer funktioniert für beide Systeme:

• linear (nicht logarithmisch)
• 10 kΩ oder 100 kΩ
• Montage, isoliert, klickfrei

Diagramm:

• ein Bein → GND
• Sekunde → 10 V
• Mitte → DIM-Eingang

💡 Bei 0-10 V können Sie einen Schalter (Bypass) hinzufügen, der DIM mit GND kurzschließt, um die Lampe auszuschalten

⚠️ TEIL 5: Fehler und Probleme

• Der Potentiometerbereich ist falsch → Sie erhalten nicht die volle Helligkeit
• Keine galvanische Trennung DIM → Störungen oder Treiberschäden
• Ersetzen von DIM durch GND → der Treiber spielt verrückt oder geht aus
• Zu lange DIM-Leitung ohne Pull-Down-Widerstand → Lampen "schwingen" nach dem Abschalten

📚 QUELLEN:

• IEC 60929 – Dimmschnittstelle für Betriebsgeräte
• Mean Well – 0–10 V und 1–10 V Dimmvergleich
• OSRAM – Technischer Leitfaden zum spannungsbasierten Dimmen
• Texas Instruments – Anwendungsbericht: Spannungsgesteuertes Dimmen in LED-Treibern

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• 0-10V = volle Kontrolle, moderner, einfach zu automatisieren
• 1-10V = einfacher, passiv, logikunabhängig
• Das Potentiometer funktioniert gut, wenn:
  • ist gut angebunden,
  • hat den richtigen Typ,
  • und steuert die DIM-Spannung, nicht direkt den LED-Strom.

⚙️ MODUL 4: Stromregelung im Konstantstrommodus

Hier gibt es keinen Puffer. Hier dreht man den Wert, der direkt an die Diode geht.

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

Ein CC-Treiber (Constant Current) ist ein Treiber, der:

• gibt keinen Strom entsprechend der Spannung ab, die er "bekommen" hat,
• stellt unabhängig von der Spannung nur einen bestimmten Strom ein – z. B. 700 mA, 1050 mA, 1400 mA.

Warum ist es wichtig?

Denn eine LED funktioniert wie ein Ventil: etwas zu viel Strom = Spannungsabfall = mehr Strom = BOOM.

📐 TEIL 1: Woher weiß der Fahrer, wie viel Strom er abgeben muss?

In einer typischen Anordnung:

• LED ist in Reihe geschaltet
• es gibt einen Messwiderstand R _sense auf dem Pfad mit Masse
• Der Treiber misst den Spannungsabfall über diesem Widerstand und regelt den Strom basierend darauf

Muster:
I = V _ref / R _sense

Wo:

• I – Strom für LED,
• V _ref – Referenzspannung im Treiber einstellen (z.B. 1 V),
• R _-Sinn – Widerstand kontrollieren

🧪 TEIL 2: Wo kommt das Potentiometer ins Spiel?

• Anstelle eines festen Widerstands verwenden Sie einen einstellbaren.
• Potentiometer in Reihe oder parallel mit R- _Sense
• oder – in fortgeschritteneren Treibern – auf einem separaten Pfad zum I _SET -Pin

Hier entlang:

• höherer Widerstand = geringerer Strom (LED leuchtet schwächer)
• weniger Widerstand = mehr Strom (LED heller – bis sie durchbrennt)

💡 In einigen Fabriktreibern (z. B. Mean Well mit dem Buchstaben "A") haben Sie ein eingebautes Potentiometer - das ist seine Funktion

⚠️ TEIL 3: Wann es funktioniert … und wann es schlecht endet

✅ Funktioniert:

• wenn der Fahrer über eine Dokumentation verfügt und bekannt ist, welcher Widerstandsbereich = welcher Strombereich
• wenn das Potentiometer den richtigen Wert hat (z.B. 1–10 kΩ)
• beim Löten ist es gut - denn hier jede Mikroresidenz = Stromwechsel

❌ Es endet böse:

• Wenn Sie einen zu niedrigen Widerstand einstellen = zu hoher Strom = LED-Erhitzung = Verschlechterung
• wenn Sie den R _-Sensorkreis unterbrechen → der Fahrer „dreht durch“ und tut entweder nichts oder gibt Vollgas
• bei Verwendung eines billigen Potentiometers = Stromspitzen, Blinken

🔧 TEIL 4: Praktisches Beispiel

Sie haben einen 1050 mA CC-Treiber, möchten aber von 350 mA auf 1050 mA regeln:

1. In der Dokumentation heißt es:
   • 1,5 Ω = 1050 mA
   • 4,7 Ohm = 350 mA
2. Anstelle von konstantem R- _Sinn geben Sie in Reihe ein:
   • 1,5 Ω Widerstand + 0–3,2 Ω Potentiometer
3. Sie ändern den Widerstand – Sie ändern den Strom – LED arbeitet flexibel
4. Sie geben einen Test – Zangenmultimeter, Wärmebild, Helligkeit = Kontrolle

🧷 TEIL 5: Wann sollte man besser nicht berühren?

• Haben Sie eine Lampe mit Garantie? → Berühren Sie R _sense nicht, denn Sie verlieren es in einer Sekunde
• Du weißt nicht, welchen Treibertyp du hast? → Stell das Potentiometer nicht nach Gefühl ein
• Hast du keine Möglichkeit, den Strom zu messen? → es ist wie eine Lotterie - entweder leuchtet es auf oder es leuchtet auf und geht aus

📚 QUELLEN:

• Texas Instruments – Stromregelung mittels Widerstandsrückkopplung
• Mean Well – Bedienungsanleitung für den internen Trimmer
• Osram – Hinweise zur Programmierung von Konstantstromtreibern
• Cree – LED-Antriebsstrom vs. Lebensdauerkurve

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• Bei CC-Treibern steuert das Potentiometer direkt die LED-Lebensdauer.
• Es handelt sich um ein leistungsstarkes Werkzeug, das jedoch Kenntnisse der Elektronik und der Physik der Wärme erfordert.
• Wenn Sie den Strom regulieren – tun Sie es mit Bedacht, messen, prüfen, sichern

🔲 MODUL 5: PWM – Pulsweitenmodulation

Digitale Welle, analoge Helligkeit, Physik in der Hauptrolle.

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

PWM (Pulsweitenmodulation) ist:

• schnelles An- und Ausschalten der LED,
• mit einer bestimmten Frequenz (z. B. 5.000 Mal pro Sekunde),
• Die Leuchtdauer innerhalb einer Welle bestimmt die durchschnittliche Helligkeit.

Sie ändern weder die Spannung noch den Strom. Sie ändern lediglich, wie lange die LED im Zyklus leuchtet.

Und unser Gehirn (und die Pflanze und die Kamera) sieht durchschnittliches Licht – d. h.: Dimmen.

📈 TEIL 1: Wie sieht es aus?

Nehmen wir an, dass PWM mit einer Frequenz von 1000 Hz arbeitet (d. h. 1 Zyklus dauert 1 ms).

🔌 TEIL 2: Warum funktioniert PWM bei LEDs?

• LEDs vertragen keinen niedrigen Strom.
• LED verträgt den vollen Strom sehr gut – kurzzeitig gegeben.

Daher ermöglicht PWM:

• perfekte Polarisation und Effizienz aufrechterhalten,
• Steuern Sie die Helligkeit, ohne die Spannung oder das Treiberdesign zu ändern.
• Dimmen Sie LEDs auf 1 % Helligkeit herunter – ohne an Stabilität zu verlieren.

📌 LEDs reagieren schnell – viel schneller als Glühbirnen – daher funktioniert PWM für sie „wie Gold“.

📐 TEIL 3: Aber … was ist mit der Häufigkeit?

Dies ist ein Schlüsselparameter.

📷 TEIL 4: Wie erkennt man Flimmern?

• Nehmen Sie Ihr Telefon und richten Sie die Kamera auf die Lampe
• Bewegen Sie sich vorsichtig – wenn Sie Streifen oder Blitze sehen → PWM zu langsam
• Zeitlupenmodus (240 fps) = bessere Erkennung versteckter Zyklen

💡 Gutes PWM = kein Flackern.
Schlechtes PWM = Augenbelastung, Pflanzenstress, verschwommene Fotos.

🧪 TEIL 5: Wie wird PWM mit Strom versorgt?

Der Treiber muss über einen PWM-kompatiblen DIM-Eingang verfügen (normalerweise: 0–10 V oder direkt logisch 3,3/5 V).

Der Treiber kann sein:

• Mikrocontroller (ESP32, Arduino, STM32)
• bereit PWM-Dimmer
• DAC + Komparator + MOSFET

Aufmerksamkeit:

• nicht jeder Treiber akzeptiert PWM direkt
• manchmal muss man einen Transistor als Puffer verwenden

⚠️ TEIL 6: Wann ist PWM eine schlechte Idee?

• Bei Fotolampen - kann es zu Farbinstabilität kommen
• Bei billigen Treibern – PWM kann Brummen, Resonanzen verursachen
• In Systemen mit empfindlicher Elektronik – erzeugt EMI-Störungen

📚 QUELLEN:

• Cree – LED PWM-Dimmung und Augensicherheit
• IEEE 1789 – Richtlinien zu Flimmern und Modulation bei LED-Beleuchtung
• Texas Instruments – Verwendung von PWM zur analogen LED-Steuerung
• Arduino – Schnelle PWM-Techniken für Hochleistungsanwendungen

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• PWM ist eine leistungsstarke, günstige und präzise Dimmmethode.
• Aber: Es muss eine gute Frequenz, ein sauberes Signal und einen kompatiblen Treiber haben
• Wenn Sie ein Flackern vermeiden möchten – messen, testen, nicht nur nach Gefühl handeln.
• Richtig gemacht, ist PWM digitales Dimmen mit analoger Qualität

📲 MODUL 6: PWM-Steuerung durch Mikrocontroller

GPIO, Transistoren, Filter und Röhren im Wert von Hunderten von Zloty unter der Kontrolle von ESP.

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

Die PWM-Steuerung ist super. Allerdings „weiß“ nicht jede Lampe, dass ihr neuer Master ESP32 ist. Ein Mikrocontroller (z. B. Arduino, ESP8266, ESP32, STM32) kann PWM erzeugen – aber:

• nicht immer mit der richtigen Logik (3,3 V vs. 5 V),
• nicht immer mit ausreichender Häufigkeit,
• und nicht immer sicher für DIM-Eingabe.

Deshalb zeigt dieses Modul, wie man es richtig anschließt – damit es weder flackert noch raucht.

🔌 TEIL 1: Was ist ein Must-Have?

Ausrüstung:

• Mikrocontroller (z. B. ESP32 – empfohlen, da er über Hardware-PWM und WLAN verfügt)
• LED-Treiber mit PWM-kompatiblem DIM-Eingang (siehe Datenblatt!)
• N-Kanal-MOSFET (z. B. IRLZ44N, 2N7000) – falls Pufferung erforderlich ist
• Pulldown-Widerstand (z. B. 10 kΩ)
• Kondensator (100 nF – 1 µF) – Rauschfilterung (optional)

🧪 TEIL 2: GPIO-Signal – was ist damit?

📌 Die meisten DIM-Eingänge in LED-Treibern:

• funktioniert mit 5V PWM,
• aber manchmal erkennt es 3,3 V nicht als "hoch"

⚙️ TEIL 3: Beispiel – ESP32 steuert einen 120W Treiber per PWM

Diagramm:

• GPIO18 (PWM) → MOSFET-Gate (über 220 Ω Widerstand)
• MOSFET-Drain → DIM–
• MOSFET-Quelle → Mikrocontroller GND
• DIM+ im Treiber → +10 V (intern)

Beschreibung der Operation:
ESP32 erzeugt PWM am Gate, der MOSFET „lässt nur so viel Signal auf Masse gehen wie benötigt wird, die LED leuchtet entsprechend dem Duty Cycle.

💡 In Home Assistant mit ESPHome können Sie output: pwm + light: verwenden und die Dimmfunktion über Ihr Telefon nutzen.

📏 TEIL 4: PWM-Einstellungen

• Frequenz: min. 5 kHz (für die Augen), am besten 10-25 kHz
• Auffüllung: 0–100 % (oder 0–255 in analogWrite)
• Filter (optional): R + C = Tiefpass → mit PWM machst du 0-10V Spannung

RC-Tiefpass-Beispiel (für 10 kHz PWM):
R = 10 kΩ, C = 1 µF → ergibt 0–10 V Spannung für Spannungs-DIM-Eingang (anstelle von PWM)

⚠️ TEIL 5: Fehler und ihre Auswirkungen

• ❌ PWM-Amplitude zu niedrig (z. B. 3,3 V zum DIM 0–10 V) → LED dimmt nicht im vollen Bereich
• ❌ Kein Pulldown-Widerstand → zufällige Zustände beim Start
• ❌ Keine GND-Trennung → Störungen, Treiberbrummen
• ❌ Falsche Frequenz → sichtbares Flackern oder instabile Helligkeit

📚 QUELLEN:

• Espressif – ESP32 Technisches Referenzhandbuch
• Texas Instruments – PWM-Steuerung von LED-Treibern über Mikrocontroller
• Mean Well – DIM-Eingangsspannung und PWM-Kompatibilitätshandbuch
• Arduino – PWM-Ausgangsauflösung und Frequenzregelung

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• ESP + PWM = leistungsstarke, günstige und komfortable Helligkeitsregelung
• Aber nur wenn:
  • die Logik der Spannungen ist richtig,
  • Filtration ist sinnvoll,
  • Treiber empfängt keine "seltsamen Signale" von GPIO ohne Schutz

🧠 MODUL 7: Digitale Steuerung – I²C, SPI, UART

Sie verdrehen nicht die Spannung. Sie sagen dem System, was es tun soll. Ganz direkt.

📦 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

Die digitale Steuerung ist auf einem anderen Niveau.
Hier geben Sie keine Spannung an, berechnen keinen Widerstand und filtern kein PWM.
Hierhin senden Sie die Daten – in digitaler Form – und teilen dem LED-Controller mit:
„Dimmen Sie auf 27 %. Überblenden Sie nun in 2 Sekunden auf 85 %. Hören Sie nun auf zu blinken und ändern Sie den RGB-Kanal.“

Dies ist die Ebene, die verwendet wird von:

• DALI, DMX-Systeme,
• intelligente Controller (IS31FL3731, PCA9685, TLC5940),
• und Leute, die die volle Kontrolle über Code haben möchten.

🔌 TEIL 1: Schnittstellen – was ist der Unterschied?

💡 Die gängigsten Möglichkeiten zur Steuerung von LEDs sind:

• I²C (z. B. PCA9685, IS31FL3731)
• SPI (z. B. WS2801, TLC5958)
• UART (z. B. DMX512, WS2812 mit Konvertierung)

🧠 TEIL 2: Was kontrollieren Sie?

Du hast:

• LED-Treiber – im Protokoll integriert
• ein System mit einem Helligkeitsregister – z. B. PCA9685 hat 16 PWM-Kanäle mit jeweils 12-Bit-Genauigkeit
• oder vollständiges RGB/Weiß-System (z. B. SK6812) – gesteuert durch Datenrahmen

Statt einer Spannung von 0–10 V trägt man in das Register zB. ein:

I2C_write(ADDR, REG_BRIGHTNESS, 127);

Und die Diode leuchtet mit 50 % Helligkeit. Keine Neuberechnung.

📐 TEIL 3: Beispiel – PCA9685 mit ESP32

PCA9685 = I²C-Chip, 16 PWM-Kanäle, 12-Bit-Auflösung (0–4095), zur Ansteuerung von LEDs und Servos.

Und so funktioniert es:

1. ESP32 sagt: „Setze Kanal 0 auf den Wert 2048“
2. PCA9685 erzeugt PWM bei 1000 Hz
3. Kanal 0 leuchtet LED mit Tastverhältnis 50 %

Vorteile:

• sehr genaues Dimmen
• viele Kanäle
• volle Kontrolle über den Code
• Einfache Integration mit Home Assistant, WLED usw.

⚠️ TEIL 4: Wann lohnt sich digitale Steuerung nicht?

• Wenn Sie 1 Lampe haben und diese nur dimmen möchten
• Wenn Sie einen großen Strom (>1 A) steuern - da diese Systeme oft nur ein Signal steuern
• Wenn Sie Einfachheit brauchen – digitale Steuerung ist Code, Bibliotheken, Fehler

Aber: Wenn Sie ein Mehrkanalsystem aufbauen, möchten Sie Animation, WLAN, Automatisierung – die digitale Steuerung ist ein Wendepunkt.

🧪 TEIL 5: Testen und Debuggen

• Logikanalysator (z.B. Saleae-Klon) – prüfen Sie, ob die Bytes in
• Oszilloskop – Sie sehen PWM am Ausgang
• Register – jede Änderung im Register ist eine andere Helligkeit

📚 QUELLEN:

• NXP – PCA9685 Datenblatt
• Adafruit – PWM-Treiberbibliothek für PCA9685
• Infineon – Digitale LED-Treibersteuerung über I²C
• TI – SPI-basierte Mehrkanal-LED-Steuerung mit TLC5958

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• Digitale Steuerung = Präzision, Automatisierung, Skalierung
• Aber es erfordert:
  • Kenntnisse über Protokolle
  • Code
  • die Grenzen der Fahrer verstehen
• Wenn Sie „Auf 73 % dimmen und um 22:00 Uhr ausschalten“ senden möchten, ist dies die beste Wahl.

🔥 MODUL 8: LED-Dimmfehler

Sie dimmen das Licht, aber nicht das Gehirn – hier müssen Sie wissen, was Sie tun.

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

Die Steuerung der LED-Helligkeit macht keinen Spaß.
Sie regeln:

• Strom, der durch die Halbleiterstruktur fließt,
• Beleuchtungszeit, die die Temperatur beeinflusst,
• Treiber-Steuerlogik, die verloren gehen kann.

Und wenn Sie es falsch machen, dann:

• Die LED erlischt nicht einfach – sie erlischt.
• Der Treiber lässt sich nicht einfach abschalten – er brennt durch.

💀 TEIL 1: Anschließen eines Potentiometers an einen LED-Ausgang

Kompaktes Desaster.

Anstatt ein Potentiometer an den DIM-Eingang anzuschließen, schaltet man es in Reihe mit einer Diode oder zwischen V+ und GND.
Wirkung:

• Kurzschluss,
• übersteuerter Treiber,
• LED leuchtet nicht, aber der Treiber versucht Strom zu pumpen → BOOM

💡 Das Potentiometer sollte niemals das Element sein, das die LED direkt mit Strom versorgt.

🔥 TEIL 2: R _-Sense- Widerstand im CC-Treiber zu niedrig

Der Treiber basiert auf einem Messwiderstand – R _sense .
Sie reduzieren den Widerstand → mehr Strom → LED überhitzt.

• Erwärmen,
• Phosphorvergilbung,
• Lumenabfall,
• langsamer Tod.

💡 Bei LEDs gilt: „mehr“ = schlechter.

⚠️ TEIL 3: PWM mit der falschen Frequenz

Zu langsam? - Flackern
Zu schnell? – Der Fahrer kommt nicht mit und fängt an zu brummen
Zu schwer? - Interferenz, Instabilität

📌 Beispiel: PWM mit ESP8266 @ 1 kHz → LED arbeitet „springend“, EMI-Störung.

🚫 TEIL 4: Spannungslogik nicht mit DIM kompatibel

Sie haben einen Treiber mit DIM 0–10 V. Sie stellen PWM von ESP32 bei 3,3 V bereit.
Wirkung:

• LED leuchtet kaum
• 0-100% Bereich funktioniert nicht
• Der Treiber ist möglicherweise instabil

💡 Überprüfen Sie immer den DIM-Eingangstyp – logisch, Spannung, Strom?

🧨 TEIL 5: Erdschleifen, keine Trennung

Schlecht angeschlossene Erdungen = Erdschleife = hängender Mikrocontroller oder defekter Treiber.

💡 Verwenden Sie bei Bedarf Transistor-, Pull-Up- und GND-Trennung.

🧪 TEIL 6: Zu viel Leistung mit PWM = Überhitzung

Durchschnittliche Leistung ok, aber Spitzenimpulse zerstören die LED thermisch.
Beispiel: 2 A für 10 % der Zeit = angeblich 200 mA, aber gepulst = Thermoschock.

📚 QUELLEN:

• Cree – Wärmemanagement von Hochleistungs-LEDs
• Mean Well – Häufige Dimmfehler
• IEEE 1789 – Gesundheitliche Auswirkungen von Flimmern in LED-Beleuchtung
• ON Semiconductor – Design mit DIM-Eingängen und Strombegrenzungen

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• Der Dimmer mag einfach sein, aber die Physik ist nicht nachsichtig
• Schlechtes PWM = Flackern, Rauschen, Instabilität
• Schlechter Strom = Erwärmung, Verbrennung, Verkürzung der LED-Lebensdauer
• Keine Trennung = Signal funktioniert mal - mal nicht
• Nicht alles lässt sich retten – aber alles lässt sich vorher prüfen

🧪 MODUL 9: LED-Dimmtest

Denn Helligkeit ist keine Angabe – sie ist die Wirkung von Strom, Spannung und Zeit.

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

Sie können haben:

• ein Potentiometer, das sich dreht,
• PWM, das blinkt,
• ein Schieberegler in der App, der die Leiste verschiebt …

📏 TEIL 1: DIM-Meter und Spannungsmessung

Der einfachste Test:
- Stellen Sie das Multimeter auf V DC
– Überprüfen Sie die Spannung am DIM-Eingang (zwischen DIM+ und DIM–)

💡 Ändert sich der Wert entsprechend dem Potentiometer/Signal → funktioniert es physikalisch.

🔌 TEIL 2: LED-Strommessung – Ändert sie sich tatsächlich?

Wenn Sie ein Amperemeter oder eine Stromzange haben, überprüfen Sie:

• Beim Stromdimmen (CC) – der LED-Strom sinkt linear mit der Helligkeit
• Bei PWM – der Strom pulsiert, aber der Durchschnitt sinkt

📷 TEIL 3: Kamera und Flimmern

1. Platzieren Sie die Kamera vor der Lampe
2. Aufnahme in Zeitlupe (120 oder 240 fps)
3. Analyse:
   • Streifen = Niedriges PWM, Flackern
   • Stabiles Bild = gute PWM / analoge Steuerung

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🌡️ TEIL 4: Finger- und Wärmetest

Nach 10–15 Minuten Einwirkung:

• Berühren Sie den Draht in der Nähe der LED
• Berühren Sie den Heizkörper
• Berühren Sie das Treibergehäuse

📊 TEIL 5: Oszilloskop – erstklassig, aber unbezahlbar

Sie können sehen:

• PWM – Form, Frequenz, Tastverhältnis
• Welligkeit – erzeugt der Treiber Geräusche
• Störungen - z.B. Spannungsschwankungen durch schlechte Erdung

📚 QUELLEN:

• Cree – Anwendungshinweis: Testen der LED-Dimmleistung
• Texas Instruments – Checkliste zur Fehlerbehebung beim LED-PWM-Ausgang
• IEC 62384 – Leistungsanforderungen für LED-Steuergeräte
• IEEE 1789 – Modulations- und Flicker-Bewertungsstandards

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• Man testet nicht, "ob es glänzt" - man testet: wie viel, wie stabil, wie lange es hält
• Messgerät, Kamera, Finger und (falls vorhanden) Oszilloskop = komplettes Diagnosekit
• Es ist besser, jetzt einen 5-Minuten-Test durchzuführen, als die Lampe nach einer Reklamation in 3 Wochen zu reparieren

🧩 MODUL 10: Auswählen der zu verwendenden Dimmmethode

Licht muss nicht immer aus dem Weltraum gesteuert werden. Manchmal reicht auch ein guter Widerstand.

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

Es gibt keine „beste“ Dimmmethode.
Es gibt Methoden, die für einen bestimmten Fall am besten geeignet sind.
Die Wahl hängt ab von:

• was möchten Sie erreichen (Umfang, Fluidität, Automatisierung),
• welche Lampenklasse hast du (Grow, Werkstatt, Büro, Smart Home),
• wer die Maschine bedienen wird (Sie, der Kunde, die Maschine),
• Soll es jedes Mal funktionieren oder toll aussehen?
• und... ob es 10 Jahre in einem Gewächshaus überleben muss.

🎯 TEIL 1: Auswahlkriterien

🔧 TEIL 2: Anwendungsbeispiele und Auswahl

💡 Growbox / LED-Anbau

• Hochstrom, COB-LED, Dauerbetrieb
• Empfehlung: PWM 10–20 kHz + DIM / CC-Treiber einstellbar
• → Integrierbar mit ESP + Home Assistant (automatische Helligkeitsänderung)

🔧 Werkstatt / Arbeitsplatz

• Helligkeit hängt von der Aktivität ab
• Empfehlung: Potentiometer + DIM-Eingang 0-10 V
• → Sie können einen Lichtsensor oder einen Boost-Schalter hinzufügen

🛋️ Smart Home / Automatisierung

• Integration mit Wi-Fi, Zigbee, MQTT
• Empfehlung: ESP32/8266 + PCA9685 / PWM über GPIO
• → Verbindung zu WLED, Home Assistant, ESPHome

📷 Fotostudio / Aufnahme

• Kein Flimmern, volles Spektrum und Intensitätskontrolle
• Empfehlung: 0-10 V Spannungsregelung oder digitaler DAC → LED CC-Treiber
• → PWM nur >20 kHz, gut gefiltert

🏭 Industrie-/Außentechniklampen

• Widerstandsfähigkeit, Haltbarkeit, einfache Handhabung
• Empfehlung: 1-10V analog, Potentiometer mit physischem Drehknopf
• → Weniger störanfällig, funktioniert auch nach einem Sturm

❌ TEIL 3: Wann lohnt es sich nicht zu lügen?

• Kleine Lampen mit 12V-Stromversorgung - sie haben sowieso keinen Spielraum für Spannungsabfall
• LED-Streifen ohne Stabilisierung – Dimmen = Farbwechsel und Flackern
• Wo die Kosten im Vordergrund stehen – jede zusätzliche Funktion = höheres Ausfallrisiko

🧪 TEIL 4: Was ist, wenn Sie alles wollen?

• Treiber mit 0-10V DIM-Eingang
• PWM durch RC-Filter → in Spannung umgewandelt
• Home Assistant + Schieberegler + Zeitplan
• Potentiometer als Backup

💡 So entstehen hochwertige DIY-Produkte – alles funktioniert und wenn das WLAN ausfällt, bleibt nur noch ein Knopf übrig.

📚 QUELLEN:

• Osram – Leitfaden zur LED-Systemintegration
• Philips – Dimmtechnologien für Festkörperbeleuchtung
• Mean Well – Welche Dimmoption ist die beste?
• IEEE 1789 – Anwendungskontexte für Flimmertoleranz

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• Die Wahl der Dimmmethode ist ein Kompromiss zwischen:
  • Qualität,
  • Kontrolle,
  • Widerstand,
  • Einfachheit
• Manchmal ist das beste System ein Potentiometer und ein guter Treiber
• Manchmal – ESP mit WLAN und zirkadianem Algorithmus
• Und manchmal – kein Dimmen = keine Probleme

✅ ENDE

Der Dimmer ist kein Detail. Er ist eine Schnittstelle zwischen Ihnen und dem Photon.

Bei einer guten Lampe kommt es nicht nur auf die Leistung an. Es kommt auch darauf an, wie Sie mit dieser Leistung umgehen.

Nach dieser Anleitung:

• Sie wissen, was ein Potentiometer macht, was PWM macht, was ein digitaler Controller macht,
• Sie wissen, wie Sie LEDs NICHT mit einem falsch gewählten Strombereich zerstören,
• Sie wissen, wie man testet und diagnostiziert, bevor etwas raucht,
• Sie wissen, dass die Wahl der Methode von der Anwendung abhängt und nicht davon, was auf Lager ist.

Es muss nicht alles abgedunkelt werden.
Aber wenn Sie es tun möchten, tun Sie es auf eine Weise, die keiner Korrektur bedarf.
Denn manchmal leistet ein guter Knopf mehr als 200 Zeilen Code.