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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie viele LEDs leuten in Serienschaltung?


Autor: luigi (Gast)
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Servus beieinander,

Ich kenn mich leider noch nicht so perfekt mit LEDs aus, was momentan 
auch mein Problem ist.

Ich hab hier eine Taschenlampe mit 28 LEDs. Daran gefällt mir folgendes 
nicht: Die LEDs werden ohne Widerstand o.ä. direkt von 3 Battereien 
versorgt.
Bei 1V je Zelle sind die LEDs also quasi aus. (Abgesehen davon, dass 3 x 
1,5V = 4,5V = zu viel für weiße LEDs.)
Jetz frag ich mich, wie viele LEDs kann man in serie Schalten und dann 
eine Konstantstromquelle dazubauen.
(Um auf genug Spannung zu kommen bau ich einfach noch nen 
Step-Up-Wandler mit ein. Hier such ich auch noch ein günsiges Modell, 
welches ab ~1V schon arbeitet. Die Batterein sollen ja auch leer 
werden.)
Mir wurde ja mal gesagt dass jede LED einen eigenen Vorwiederstand 
benötigt und Sereinschaltungen nicht möglich sind. Das Internet 
berichtet hier aber anderes.

Also: Wieviele LED kann man in Serie an EINER Konstantstromquelle 
betreiben?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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luigi wrote:

> Also: Wieviele LED kann man in Serie an EINER Konstantstromquelle
> betreiben?

Theoretisch unendlich viele.
Die Frage ist, wieviel Spannung dein StepUp kann. Meist ist der 
Wirkungsgrad schlechter, wenn der StepUp eine sehr hohe Spannung 
erzeugen muss. Von daher wird man einen Wert nehmen, bei dem die 
Verluste im StepUp und die Verluste in der Stromquelle möglichst klein 
sind.
Bzw. kannst du deinen StepUp vielleicht direkt als Stromquelle 
beschalten?

Autor: luigi (Gast)
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>Bzw. kannst du deinen StepUp vielleicht direkt als Stromquelle
>beschalten?

hmm... gute frage. Mein Step-Up ist nochnichtmal in den grundzügen 
geplant. Fertiger IC oder doch nur n simpler Transistor + 
schwingschaltung.
Aber aktuell denke ich komme ich am bessten weg wenn ich so pi mal auge 
je 4 LEDs mit ner simplem Stromquelle an 15V oder so betreibe und die 
15V aus nem allersimpelsten Step-Up raushol.
vllt so ähnlich wie das hier: 
http://www.strippenstrolch.de/1-4-11-step-up-wandler.html

Trotzdem schon mal danke. Vor allem für die schnelle Antwort.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Wenn du anstelle von der Zenerdiode D2 einen Widerstand verwendest, 
durch den der LED Strom fließt, dann ist der StepUp eine Stromquelle. 
Weniger Bauteile, keine Verluste an der Stromquelle, daher besser.
So in der Art wie hier:
http://elm-chan.org/works/led2/report.html

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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Die üblichen Verdächtigen (National, Linear, Analog, Austria Micro, 
Maxim & Co) haben da fertige Bausteine für sowas...

Autor: luigi (Gast)
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schwierig. die arbeiten meißt erst ab 3V, nur manche 6, 7€ kammeraden 
arbeiten auch schon ab 2V...

Autor: luigi (Gast)
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>http://elm-chan.org/works/led2/report.html
Völlig überlesen den beitrag hier. Sorry
Das klingt ja schön... nur frag ich mich wie der auf die werte 1,8V - 
3,0V kommt. oder ist das geraten?!

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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@  luigi
> nur frag ich mich wie der auf die werte 1,8V - 3,0V kommt.
Der wird die Schaltung einfach aufgebaut und dann gemessen haben...

Oder woran zweifelst du?

Autor: luigi (Gast)
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Naja ich sehe einfach keinen Grund warum diese Schaltung nur mit 
1,8-3,0V funktioniert.
Der Transistor schaltet ab 0,7V an der Basis durch. Für den 1. Takt 
braucht er also mindestens 0,7V. Mit Reserve und Verlusten am Widerstand 
geb ich ihm 1V, dann schafft er den 1.Takt. Nach dem 1. Takt wird der 
Transistor durch die "Sekundärwicklung" der Spule gesteuert und die 
Eingangsspannung ist völlig egal. Lediglich genügend Strom muss fließen. 
Das denke ich ist aber nicht mit min. 1,8V der Fall.
Und nach oben hin gibt es nur limits durch die Ausgangsspannung, da 
Eingangsspannung > Ausgangsspannung logischerweise nicht funktionieren 
kann.
Damit komme ich mit 2 LED + Widerstand (an dem ~0,7V abfallen müssen) 
auf 0,7V + 2 * 3,6V (für die weißen LEDs) = 7,9V
Und damit denke ich funktioniert die Schaltung im bereich von 1V bis 
7,9V

Oder was mach ich bei meiner Rechnung falsch?

Autor: Whitespace (Gast)
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Ich habe so eine Schaltung wie die von Elm-Chan auch mal aufgebaut und 
zu optimieren versucht.
Immerhin schafft sie es bei ca. 1.1V eine weiße LED mit etwa volle 
Helligkeit zu betreiben. Einmal angelaufen läuft sie bis ca. 0.65V 
herunter, wenn auch nur recht dunkel.
Das Problem ist allerdings, dass der Wirkungsgrad nicht sehr berauschend 
ist. Irgendetwas zwischen 40% und 60% habe ich (abhängig von der 
Versorgungsspannung) gemessen, wenn ich mich richtig erinnere.
Außerdem neigt die Schaltung sehr dazu auf parasitäre Schwingfrequenzen 
zu "springen", zumindest war das bei mir so. Man merkt das, wenn man am 
Netzeil die Versorgungsspannung ändert, dass die LED ganz plötzlich 
heller oder dunkler wird und auf einer Helligkeit "einzurasten" scheint.

Kurzum, auch wenn die Schaltung sehr einfach ist, muss man, wenn man 
will, dass die sie gut funktioniert unbedingt auf einen sauberen Aufbau 
achten und recht viel probieren.

Achja, ich würde die Ausgangsspannung nicht zu sehr hoch treiben, da 
nimmt der Wirkungsgrad schnell ab.

  mfg Whitespace

Autor: HildeK (Gast)
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Diese Schaltung
http://www.bigclive.com/joule.htm
habe ich aus Neugier auch mal aufgebaut. Sie arbeitet ab ca. 0.5V. 
Prinzipbedingt steigt die Spannung solange an, bis irgendwer Strom 
zieht. Man kann deshalb auch mehrere LEDs in Serienschaltung betreiben.
Die drei Low-Current-Leds in Serie, gezeigt in
Beitrag "Re: Wie fotografiert man Led's?",
leuchteten mit einer AAA-Zelle, die mein MP3-Player bereits als leer 
abgelehnt hatte, noch rund 24 Stunden.

>Der Transistor schaltet ab 0,7V an der Basis durch.
So absolut kann man das nicht sagen. Auch bei 0.5V und darunter fließt 
bereits ein Basis- und damit auch ein Kollektorstrom.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Whitespace wrote:

> Das Problem ist allerdings, dass der Wirkungsgrad nicht sehr berauschend
> ist. Irgendetwas zwischen 40% und 60% habe ich (abhängig von der
> Versorgungsspannung) gemessen, wenn ich mich richtig erinnere.

Bei mir lag der Wirkungsgrad etwas höher, ich glaube um die 70-80%, 
allerdings habe ich auch einen guten Transistor (da gibt es große 
Unterschiede bei der Sättigungsspannung!) und eine gute Spule verwendet.

> Außerdem neigt die Schaltung sehr dazu auf parasitäre Schwingfrequenzen
> zu "springen", zumindest war das bei mir so. Man merkt das, wenn man am
> Netzeil die Versorgungsspannung ändert, dass die LED ganz plötzlich
> heller oder dunkler wird und auf einer Helligkeit "einzurasten" scheint.

Kann ich nicht nachvollziehen. Bei mir funktioniert das wunderbar seit 
Jahren.
Auch die Regelung ist erstaunlich gut: Der LED Strom ist nahezu 
unabhängig von der Eingangsspannung.

Autor: luigi (Gast)
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>Das Problem ist allerdings, dass der Wirkungsgrad nicht sehr berauschend
>ist. Irgendetwas zwischen 40% und 60% habe ich (abhängig von der
>Versorgungsspannung) gemessen, wenn ich mich richtig erinnere.
Das würde ich aber auf die Tauglichkeit der Bauteile für diese Schaltung 
schieben. In der Theorie sind ja mit Perfekten Bauteilen 100% möglich. 
Gut perfekte Spulen und Transitoren gibts nicht, aber das bestimmt wohl 
maßgeblich den Wirkungsgrad.

>http://www.bigclive.com/joule.htm
Nette Schaltung, nur ist hier wirklich nichts einstallbar. Bei höherer 
Eingangsspannung steigt die Ausgangsspannung bzw. der Ausgangsstrom. Und 
hier will ich ja dann ein limit... ist also n bissl zu einfach.
Trotzdem Danke.

>Bei mir lag der Wirkungsgrad etwas höher, ich glaube um die 70-80%,
>allerdings habe ich auch einen guten Transistor (da gibt es große
>Unterschiede bei der Sättigungsspannung!) und eine gute Spule verwendet.
Was genau hast du denn für Bauteile verwendet?
Welcher Transistor, Details von der Spule etc.
Das klingt interessant!

Autor: Whitespace (Gast)
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@Benedikt K.
Zur Sättigungsspannung: Ja, ich weiß.
Bei mir waren es normale BC817 SOT23 Transistoren und 2x10 Windungen auf 
einer Ferritperle. Die Wirkungsgradmessung war damals glaub ich bei 1V 
Versorgung.

Da ich auf die Ausgangsdiode verzichtet hab und die LED einfach über C-E 
des Transistors gehängt habe, weil die Versorgungsspannung in meinem 
Fall immer unter 1.5V bleibt, ist die Wirkungsgradmessung auch etwas 
problematisch.

Die "Schwingprobleme" verschwanden dann auch als ich die Versorgung gut 
abgeblockt habe. Ich wollte das hier nicht so breittreten, aber das hat 
man davon, wenn man es nicht ordentlich aufbaut.

Autor: luigi (Gast)
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>Die "Schwingprobleme" verschwanden dann auch als ich die Versorgung gut
>abgeblockt habe.
as heißt gut abgeblockt?

Autor: Ralf Schwarz (spacedog) Benutzerseite
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Funktioniert das wirklich? Fangen die dann echt alle an zu läuten?

Autor: Igor Metwet (bastel-wastel)
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Oder mit nem günstigen Standard-Baustein:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantst...

Upps, sorry: Hab die geforderte Mindestspannung zu spät gelesen.

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