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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 99 UV-LEDs versorgen


Autor: Thorsten (Gast)
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Hallo liebe Community,

ich habe schon viel gesucht und gelesen, aber ich bin meinem Problem 
bisher leider noch nicht Herr geworden. Ich möchte einen LED Belichter 
bauen. Dazu plane ich auf zwei Europlatinen 99 UV - LEDS 
(Ebay-Artikel Nr. 350115005661)
zu Verteilen (9Stk x 11Stk) und dann zum leuchten zu bringen.

Die Frage ist nun, wie ich dies am besten bewerkstellige, denn die LEDs 
haben eine Vorwärtsspannung von 3,5V und einen Vorwärtsstrom von 30mA. 
Bisher habe ich den Ansatz mit einem Festspannungsregler (z.B. 7805) 
eine (oder auch mehrere) Konstantstromquellen zu erstellen und dann 
damit die LEDs zu versorgen. Mit einer einzigen Stromquelle wird das 
ganze ja auch schon schwierig, denn ich brauche ja eine Mindestspannung 
von 99 * 3,5V vor der Stromquelle um bei den LEDs die Zündspannung zu 
erreichen.

-> Ist das richtig?

Jetzt kann man ja hingehen und nicht alles gleichzeitig versorgen, 
sondern die 99 LEDs in Gruppen unterteilen, sodass die notwendige 
Spannung zu einem vernünftigen Wert ergibt (z.B. in vier Einheiten a 
~90V).

Meine konkrete Frage ist, ob es für dieses Problem eine geschicktere 
Lösung gibt? Und wenn nicht, woher ich am besten eine Spannungsquelle 
mit 90V Ausgangsspannung bekomme.

Beste Grüße und schonmal Danke im Voraus.
Thorsten

Autor: Enrico (Gast)
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Die 90V kannst du dir bei diesem kleinen Strombedarf leicht mittels 
eines Step-Up-Schaltreglers selbst machen.

Schau mal bei den Nixi-Uhrenbauern vorbei die brauchen solche Spannungen 
(und teilweise noch viel mehr) für die Röhren. Die machen das auch 
mittels Schaltregler.

:)

Autor: dummy (Gast)
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Jeweils Gruppen mit 6 Dioden in Reihe plus Vorwiderstand.
24V Netzteil kaufen und fettig.

Autor: Thomas Finke (thomas-hn) Benutzerseite
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Du kannst Dir auch mal meinen UV-LED-Belichter anschauen auf 
http://www.familie-finke.com

Viele Grüße,

Thomas

Autor: Christian Aurich (cau) Flattr this
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warum schaltest du nicht jeweils 9 in reihe? dann brauchst du ca. 32V...

das versorgst du dann mit einem Trafo wie diesem:
PRINTTRANSFORMATOR VC 10/2/18 (Conrad)
noch einen passenden Vorwiderstand und gut ist.

Autor: Thorsten (Gast)
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Danke für die schnellen Antworten.

LEDs in Reihe schalten mit einem Vorwiderstand habe ich natürlich auch 
drüber nachgedacht. Aber ich dachte mir dass eine Konstantstromquelle 
besser für den Zweck geeignet ist, da (laut Kennlinie) der Strom durch 
die Diode sich auch für kleine Änderungen der Spannung sehr stark 
ändert. Ich habe einfach Angst, dass ich die LEDs Grille wenn meine 
Netzspannung ein wenig schwankt. Aber belehrt mich ruhig eines besseren 
sollte ich falsch liegen.

Grüße

Autor: info-elo (Gast)
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Guckst du hier:
http://www.strippenstrolch.de/3-1-7-weisse-leds-di...
,da hatte schon jemand einen ganz ähnlichen Plan und hat es m.M.n. sehr 
gekonnt umgesetzt.
Nicht nur der Aufwand für das NT ist minimal, sondern auch die Ökonomie 
mit der Verlustleistung und Ausfallwahrscheinlichkeit im NT ist auf ein 
Minimum reduziert.
Einzig die Strombegrenzung müsstes du noch einfügen, aber das ist ja 
Kinderkram.

Autor: Gast (Gast)
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>Ich habe einfach Angst, dass ich die LEDs Grille wenn meine
>Netzspannung ein wenig schwankt.

Das lässt sich einfach dadurch vermeiden, indem man den LEDs nicht von 
vornherein das zulässige Limit von 30 mA zumutet, sondern sich z. B. mit 
den standardmäßigen 20 mA als Nennstrom begnügt. Einen konstanten Strom 
kannst Du auch mit einem gewöhnlichen 78XX Spannungsregler erreichen, 
wenn Du jedem Strang einen Vorwiderstand spendierst. Beispiel: Ein 
Strang = 3 LEDs plus einmal 220 Ohm in Serie. 33 Stränge 
parallelgeschaltet an einen 15 V-Spannungsregler. Gesamtstrom dann ca. 
660 mA ==> Regler kühlen! Als Stromversorgung kannst Du einfach (auch) 
ein billiges Steckernetzteil nehmen.

Noch ein gutgemeinter Rat: Wenns dann läuft, BLEIB BITTE WEG VON DEM 
UV-LICHT, das Streulicht eingeschlossen. Es ist gefährlich für die 
Augen. (Ich hab das auch mal nicht allzu ernst genommen, aber nachdem 
mir ehemals sorgloses Experimentieren mit UV-LEDs zweimal Augen- und 
Kopfschmerzen eingebracht haben, bin ich sehr vorsichtig geworden). Am 
besten alles außer (oder auch mit) dem Netzteil in einen lichtdichten 
Sperrholzkasten o. ä. einbauen mit automatischem 
Licht-aus-bei-Deckel-offen.

Autor: Thorsten (Gast)
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Danke für den nett gemeinten Tipp. Das ganze kommt auch tatsächlich in 
einen lichtdichten Sperrholzkasten. Auch bin ich von meinem Studium her 
gewohnt mit (mehr oder weniger) gefährlicher Strahlung umzugehen ;).

Zum Thema: Ich schwanke derzeit zwischen

(1) der Lösung mit einem Step-Up-Regler auf die benötigten 90V zu 
regeln, und dann den Strom mit vier 7805 konstant zu halten und die LEDs 
zu versorgen.

(2) Einen Spannungsregler 7805 bei einer Spannung von 12V (So ein 
Netzteil hab ich gerade noch hier rumfliegen) zu verwenden. Damit auf 
20mA zu regeln und danach 33 Parallelschaltungen von jeweils 3 
Leucht-Dioden (mit Vorwiderstand, damit die übrigen 1,5V Spannung nicht 
bei dem 7805 abfallen) zu schalten.

Sollte doch beides funktionieren, oder? Was haltet ihr für sinnvoller / 
praktikabler?

Grüße
Und nochmal vielen Dank für die ganzen Antworten!

Autor: Thorsten (Gast)
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Bei (2) ist natürlich ein Fehler! Ich muss mit dem 7805 auf 660mA 
regeln.

Autor: Ich (Gast)
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http://www.strippenstrolch.de/3-1-7-weisse-leds-di...

Das würde ich auf gar keinen Fall empfehlen. Keinerlei Strombegrenzung 
ist da enthalten. Bei Glühlampen kann die Spannung addiert werden, aber 
doch nicht bei Leuchtdioden. Die Höhe des durchfließenden Stroms ergibt 
die Flußspannung und nicht umgekehrt.

Also alles andere als eine "gekonnte Umsetzung".

Autor: Ich (Gast)
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Autor: Gast (Gast)
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Das ist auch nur ein Musterbeispiel. Widerstände usw. sollte man da 
natürlich noch reinbauen.

Autor: Mike J. (Gast)
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Deine LEDs haben den gleichen Öffnungswinkel und ziehen mehr Strom 
(30mA), sind zwar doppelt so viele (100:50) aber nur 200 bis 300mcd 
hell.

Hier ein besseres Angebot:
11000 bis 13000mcd bei 20mA
400-410nm
50 Stück
15 Euro ( die von  " i$ly "  kosten nur 11 Euro)

Ebay-Artikel Nr. 370151452761

Meine Erfahrungen mit "topbright88" sind gut.
(Lieferzeit ~ 1 Monat, es hängt jedes mal so lange beim Zoll denk ich)
Hab da trotzdem schon 3 mal bestellt.

> um bei den LEDs die Zündspannung zu erreichen
So ein Quatsch!
Die weißen von denen leuchten schon mit 1µA also bei 2.7V so dass man es 
gut sehen kann.

Zur Sicherheit :
Bau noch ein paar (5-10 Stück oder so) von denen ein.
Ebay-Artikel Nr. 370144744223

50 PC 0.5W 10mm 40° 5-Chips White LED 100mA 290,000mcd
(noch n Hinweis , ist bei allen weißen LEDs so
... Dominant Wavelength: 300nm - 340nm ! )

Nur zur Sicherheit, damit man sieht dass da unten gerade etwas im Gange 
ist.

Autor: Gast (Gast)
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>Lieferzeit ~ 1 Monat

Ich glaube die wenigsten haben die Lust dazu solange auf ein par LEDs zu 
warten nur weil das von da drüben ein paar Cent billiger ist.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Enrico wrote:
> Die 90V kannst du dir bei diesem kleinen Strombedarf leicht mittels
> eines Step-Up-Schaltreglers selbst machen.

Knick es.  Nixies brauchen deutlich weniger Strom (alles in allem
eine Größenordnung wenigstens), und selbst da ist ein reiner
Step-Up-Wandler schon ziemlich grenzwertig und nicht gerade einfach
zu beherrschen.  Jede LED braucht ca. 100 mW, bei 100 LEDs sind das
also alles zusammen 10 W.  Das kann man mit einem Schaltwandler
durchaus hinbekommen, allerdings würde ich dann eher auf 3...5 LEDs
in Reihe orientieren.

Autor: Arno H. (arno_h)
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11000mcd bei 410nm und 20mA glaube ich nicht!
Ehrliche Hersteller geben oft schon bei blauen LED die Leistung in mW 
an.

Zur Verschaltung gabs ja schon genügend Hinweise.


Arno

Autor: Tom (Gast)
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> 11000mcd bei 410nm und 20mA

Nie und nimmer. Candela ist mit der Spektralempfindlichkeit des Auges 
gewichtet, und die ist bei 410 nm nahe bei Null.

Da wird oft gelogen, dass sich die Balken biegen.

Autor: Marcel (Gast)
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hi

also ich habe mit uv leds auch nen belichter gebaut...

ich habe ein alte at-pc-netzteil verwendet und mit nem vorwiederstand 
immer ein paar in reihe und entsprechend parallel..... im prinzip tut 
das teil auch wirklich gut für kleine prototypen. aber die ausleuchtung 
ist eher ungleichmäßig und für eine weiterentwicklung würde ich eher 
stromquellen nutzten.

mfg marcel

ps.: als kasten ist nen alter scaner sehr gut geeignet. bei ebay in der 
regel unter 10€ zu haben.

Autor: Mike J. (Gast)
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@ Tom
Ja, auch bei weißen LEDs wird gelogen.
(hab ich auch erfahren müssen, bei dem kauf ich natürlich nicht mehr)

@ Arno H.
> 11000mcd bei 410nm und 20mA glaube ich nicht!
> Ehrliche Hersteller geben oft schon bei blauen LED
> die Leistung in mW an.
1. Ich habe hier ein 6er-Pack die zusammen mit 80mA versorgt werden und 
3.2V ziehen. (vor 2 Jahren gekauft)
2. Und dann noch eine die 45mA/3V bekommt. (vor 1/2 Jahr)

Nummer 1 = 256mW
Nummer 2 = 135mW

So, nun rate mal welche heller ist :)

... Nummer 2 bringt mindestens doppelt so viel Licht in der Mitte, 
verteilt das Licht sogar mehr wegen dem 40 Grad Öffnungswinkel und 
verträgt bis zu 100mA !

Ich würde nicht davon ausgehen dass eine 20mA LED von Reichelt/Conrad 
auf dem aktuellen Stand der Technik ist.
Wenn ich die weißen 1000mcd LEDs von Reichelt oder Conrad mit denen von 
topbright88 vergleiche sind da Welten dazwischen, hab von dem aber noch 
keine UV-LEDs gekauft ...

Naja unter den weißen sind ja UV-Chips drunter und oben drüber nur etwas 
Phosphor, also könnte ich sagen dass ich quasi UV-LEDs habe ;)

Autor: Enrico (Gast)
Datum:

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@Jörg Wunsch,

Das mit den Nixi-Uhrenbastlern war nur als beispiel gemeint. Bei guter 
Auslegung sind die 90V mittels Step-Up kein Problem. Halt nicht grade 
wenn man Urgestein MC34063 verwendet. :) Eher was aktuelleres, von LT 
oder ST aus der Simple-Switcher Reihe. Mit externer Transe oder FET 
absolut kein Problem. Etwas Entwicklungsarbeit und Hirnschmalz bei der 
Auslegung braucht man dann allerdings doch, da hast du Recht. :)

Ich habe mir selbst einen UV-LED-Belichter gebaut mit einer Fläche von 
75*75mm da ich sehr oft, seit ich in die SMD-Technik eingestiegen bin, 
kleine Platin(chen) mache. Ich Habe die ganzen LEDs in Reihe geschaltet 
und mache mir die benötigte Spannung von ca. 122V mittels Step-Up Regler 
bei einer Last von 25mA ohne Probleme ohne das was heiß wird. Der 
Schaltregler übernimmt auch gleich noch die Stromregelung über einen 
Shunt in der GND-Leitung zu den LEDs deren Signal ich mittels OP auf den 
Feedback-Eingang des Schaltregler-ICs lege. Das Ding regelt also auf 
Strom, somit spare ich mir eine extra Stromquelle. :) Gegen das 
ungebremste Hochlaufen der Spannung falls eine LED mal Unterbrechung hat 
habe ich mittels Z-Diode vorgesorgt. Steigt die Spannung über 150V wird 
die Z-Diode Leitend und zieht Strom durch einen kleinen Optokoppler, 
gleichzeitig wird der Feedback-Eingang des Reglers hochgezogen damit die 
Spannung nicht noch weiter steigt. Der Ausgang des Optokopplers zieht 
einen Pin am Timer-AVR auf GND und der schaltet mittels Interrupt den 
Schaltregler sofort aus und gibt eine Fehlermeldung am LCD aus.

Zugegeben die ersten Versuche mit Schaltreglern die so "hohe" Spannungen 
bringen waren auch nicht unbedingt von Erfolg gekrönt. Die korrekte 
Spulenauslegung ist bei so was dann sehr wichtig. Da habe ich anfänglich 
recht gut Lehrgeld bezahlt (und es hat auch einmal mal übel geknallt)...

Enrico :)

Autor: Arno H. (arno_h)
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@Mike J.: Heller ist schon wieder subjektive Empfindung des Auges. Das 
sagt nichts über die abgestrahlte Leistung aus, zumal du ja die 
aufgenommene Leistung errechnet hast.
Weisse LED sind übrigens blaue Chips mit Peak bei ca. 450nm und gelber 
Leuchtstoff, da ist nix mit UV.

Arno

Autor: Mike J. (Gast)
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@ Arno

> Heller ist schon wieder subjektive Empfindung des Auges.
Dia Candela-Zahlen beziehen sich doch genau darauf.

> Das sagt nichts über die abgestrahlte Leistung aus, zumal du ja
> die aufgenommene Leistung errechnet hast.
Ich fand das recht eindrucksvoll.

Heller und weniger Leistungsaufnahme, das bedeutet doch höhere 
Effizienz.



Blaue LED + Phosphor
oder
UV-LED + rot/grün/blau-Phosphor

http://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdiode#Wei.C3.9Fe_LED

Bei den weißen die ich gekauft habe steht:
Dominant Wavelength: 300nm - 340nm !

.. doch UV
:)

Autor: Daniel (Gast)
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nim nen billigen 24V travo.. mach mit einem standart 317 ne 
konstantstromquelle, wo du je 7 led betreibst, billig, zweckmässig 
gut...

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Enrico wrote:


> Ich Habe die ganzen LEDs in Reihe geschaltet
> und mache mir die benötigte Spannung von ca. 122V mittels Step-Up Regler
> bei einer Last von 25mA ohne Probleme ohne das was heiß wird.

Er hätte ja aber, wenn ich das richtig sehe, bei gleicher Spannung
an die 100 mA gebraucht.  Einfacher ist der Aufbau, wenn man statt
des relativ großen Spannungsverhältnisses von bspw. 12 V auf 100 V
lieber mit weniger Übersetzungsverhältnis rangeht und dann mehrere
Stränge parallel schaltet.  Den Strom muss man nur in einem Strang
regeln, die anderen Stränge bekommen einfach nur den gleichen
Widerstand vorgeschaltet, der im ersten Strang zur Strommessung
dient.

Allerdings dürfte das Ganze eine EMV-Schleuder ohne Ende werden.

Autor: Mike J. (emjey)
Datum:

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Hallo  Thorsten,

schau doch mal bei " Konstantstromquelle " nach wie man so etwas billig 
aus einem Transistor, zwei Widerständen und zwei Dioden baut.

Hier sind ein paar Beispiele: http://www.ferromel.de/tronic_6.htm

Du kannst doch mal eine Platine ätzen auf der du 10, 20 oder 30 Stück 
aufbaust. Nimm SMD-Bauteile und mach eine längliche Platine.

Wenn du SMD nimmst brauchst du je nach dem Spannungsabfall über der 
Konstantstromquelle einen Widerstand in Reihe zur Stromquelle damit die 
Stromquelle nicht so viel Leistung abführen muss.

Autor: Arno H. (arno_h)
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OK, die mit UV kannte ich noch nicht wieder was dazugelernt.

Nach deiner Theorie sind übrigens Infrarot-LED sehr ineffizient, weil 
sie ziemlich dunkel erscheinen :) .

Augen sind wie Politiker: sie besch... dich auf Schritt und Tritt.

Arno

Autor: Mike J. (emjey)
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@ Arno

Als Beleuchtung sind sie ineffektiv.
(Ratten sehen ja nur im IR-Bereich, können also nicht durch Glas 
durchsehen.)

Irgendwie verstehe ich weshalb die Hersteller mcd-Werte angeben, irgend 
etwas braucht man ja um die Qualität der IR oder UV LEDs vergleichen zu 
können.

Autor: axelr. (Gast)
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Angehängte Dateien:

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Hi,
ich habe 240 LEDs zu 24er Ketten geschaltet und die dann zu 10Gruppen 
parallel. Vor jeder Gruppe habe ich noch 220ohm davor. Ich brauche 
ca.85Volt bei insgesamt 200mA+-.
Ich habe aus einem vorhandenen 555er, einem IRF2184-Treiber und einem 
RM-Kern einen SerienResonanzwandler gebastelt, der mir die nötige 
Spannund und den nötigen Strom zur Verfügung stellt.

Sorry für die schlechte Bildqualität, war mein Handy im 
Dokumentenmodus;-)

Gruß
Axelr.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Mike J. wrote:

> (Ratten sehen ja nur im IR-Bereich, können also nicht durch Glas
> durchsehen.)

Komisch, hinter meinen Fensterscheiben wärmt mich das Sonnenlicht
schon.  Hast du UV und IR verwechselt?

Autor: Unbekannter (Gast)
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> Komisch, hinter meinen Fensterscheiben wärmt mich das Sonnenlicht
> schon.  Hast du UV und IR verwechselt?

Wie heiß ist die Sonne? Wie kalt ist es in Deiner Wohnung?

Autor: Mike J. (emjey)
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Bei Wikipedia steht dass Ratten kein Räumliches Sehvermögen haben.
Das stimmt zwar nicht, aber egal ;)

Dieses Wissen habe ich aus einer "Wissens-Sendung" in der das 
ausprobiert wurde. (vielleicht wurde ich von denen fehl informiert)

Die haben das da mit einem Kaninchen, einer Katze und einer Ratte 
getestet.
Bei den einen Test wurde auf zwei Kisten eine Glasscheibe gelegt, 
dazwischen war ein Meter frei.
Die Katze konnte durch die Scheibe auf den Boden schauen, die 
Mitarbeiter der TV-Show schubsten von hinten und drängten sie damit 
quasi in die tiefe Schlucht.
Die Katze wollte natürlich nicht runterfallen, die Ratte hingegen ist 
einfach rüber gelaufen.

Bei einem anderen Test wurde eine Katze hinter eine Seite der 
Glasscheibe gestellt und auf die andere Seite eine Ratte, die Ratte 
konnte die Katze scheinbar nicht sehen.
Die Begründung war: Die Rate sieht nur IR-Licht und das Glas absorbiert 
IR-Licht.

Im Internet steht dass sie nur grün und blau+Ultraviolett sehen können, 
also dass ihnen gerade das rote  Spektrum fehlt.

:(

Das ist genau die Art der Fehlinformation wie sie ständig dort betrieben 
wird.

Genau wie diese:
"Wenn man das Licht anschaltet sind die Glühwendel einer Lampe kalt 
(sehr niedriger Widerstand) und deshalb benötigt eine Lampe beim 
anschalten so viel Energie wie sie innerhalb von 10 minuten verbraucht."

Da eine 40W Lampe innerhalb von 1/10 Sekunde an ist sind das über 1000A 
bei 230V die während dieser Zeit benötigt werden.

Zum glück gibt es träge Sicherungen denn sonst würde ich bei meinen 
4*60Watt Strahler eine Sicherung benötigen die über 6000A aushält ;)

Diesen Mist hab ich von meinen Eltern und die haben das 1978 oder so mal 
im TV gesehen.

Autor: axel (Gast)
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Will denn der  Opener Thorsten nun noch wissen, wie er seine LEDs 
versorgt, oder wurde das nun schon hinreichend erläutert. (Habe nicht 
alles gelesen) Was die Ratten nund in 3D sehen, hat ja sooviel nicht 
hiermit zu tun. Iss mir aber auch egal ;-)))

Gruß
Axelr.

Autor: Pete K. (pete77)
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Hallo Thorsten,

schau mal unter www.led-rechner.de nach.

Da wird Dir geholfen :-)

Gruss,
Pete

P.S.: Habe gerade meinen Belichter mit 90 LEDs fertiggestellt und mich 
für 12V Versorgungsspannung entschieden. Geschaltet wird ein MOSFET vom 
ATmega.

Schau Dir mal den Öffnungswinkel der LEDs an. Bei 20 Grad brauchst Du 
für 5cm Abstand von LED zur Platine einen Abstand von ca. 2cm zwischen 
den LEDs (so ungefähr). Aufmalen der Öffnungswinkels macht Sinn.

Mir hat der Link von Familie Finke sehr geholfen (Danke dafür !!!).

Autor: Enrico (Gast)
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Hallo habe grade man eine Testschaltung aufgebaut, mit dem MC34063 und 
einem ext. Schaltfet mit guter Push-Pull-Stufe bekommt man bei 12V 
Eingangsspannung und einer 680uH Spule (L-PISR von Reichelt) locker 250V 
Raus und kann 25mA ziehen. Hätte ich nicht gedacht das der MC34063 der 
ja nicht grade sehr aktuell ist das schafft... :)

Enrico

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