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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Welche möglichkeit viele LEDs stromsparend zu steuern


Autor: Peter (Gast)
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Hallo,
ja es gibt schon genug Beiträge zum Thema viele LEDs und Steuern. Mir 
geht es aber erstmal weniger um die Steuerung als ums Stromsparen.

Im Idealfall will man jede LED einzel per PWM dimmen. Klar kann man 
jetzt sich eine Stromversorgung von 5V bauen und dann an jede LED ein 
Vorwiderstand setzen und fertig.
Aber die Industrie gibt sich mehr oder weniger mühe besonders effizente 
LEDs zu bauen damit man mit wenig Leistung viel Licht bekommt. Der 
Vorwiderstand macht das aber zu nichte.

nächste Möglichkeit ist jeder LED ein LED-Treiber zu spendieren, was 
aber recht schnell ins Geld geht weil man auch noch ne Spule, Diode usw 
braucht.

Als Idee ist mir jetzt noch eine Zetrale Konstandstromversorgung 
gekommen, die LEDs werden dabei in Reihe geschaltet und zum Dimmen 
überbrückt ( FET o.ä. ). Damit wird vermutlich die Konstandstromquelle 
nicht ganz trival.

Das einfachste ist müsste eine exakte Spannungsversorung sein und die 
LEDs ohne Vorwiderstand zu betreiben, was aber wegen der ungleichheit 
der LEDs nicht praktikabel ist (und auch noch wegen der Kennlinie).

Gibt es noch eine Lösung die ich übersehen habe?

Autor: Christian H. (netzwanze) Benutzerseite
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Peter schrieb:
> Der Vorwiderstand macht das aber zu nichte.
Verstehe ich nicht. Auch mit Vorwiderstand wird der gleiche Strom 
fließen.

Du solltest natürlich versuchen, die Versorgungsspannung so zu wählen, 
dass nicht zu viel am Vorwiderstand abfällt. Andererseits solltest Du 
aber den Vorwiderstand so wählen, dass der Strom durch die LED noch 
passend eingestellt wird (Tolleranz, Leistung).

Autor: Peter (Gast)
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Christian H. schrieb:
>> Der Vorwiderstand macht das aber zu nichte.
> Verstehe ich nicht. Auch mit Vorwiderstand wird der gleiche Strom
> fließen.

wenn man eine 3V LED hat und 5V dann gehen schon einmal 40% der Leistung 
im Vorwiderstand verloren. Damit ist der Wirkungsgrad für die 
Beleuchtung fast auf Glühlampen niveau.

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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Peter schrieb:
> Damit ist der Wirkungsgrad für die
> Beleuchtung fast auf Glühlampen niveau.

das rechne mir mal vor.

Autor: Christian H. (netzwanze) Benutzerseite
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Glühbirne: weniger als 5% Licht; mehr als 95% Wärme

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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Christian H. schrieb:
> Glühbirne: weniger als 5% Licht; mehr als 95% Wärme

und vor allem 20 mal größerer Strom

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Vlad Tepesch (vlad_tepesch)

>> Glühbirne: weniger als 5% Licht; mehr als 95% Wärme
>und vor allem 20 mal größerer Strom

[ ] Du hast die Prozentrechnung verstanden.

Autor: Peter (Gast)
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Vlad Tepesch schrieb:
> und vor allem 20 mal größerer Strom

also ein 60W Lampe braucht ein strom von 260mA. Die LEDs brauchen 1A. Wo 
kommt jetzt der 20mal größerer Strom her?

Ich finde es nur schade das die die recht hohe effizent der LEDs durch 
das "ringsrum" ein wenig zu nichte macht.

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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Peter schrieb:
> lso ein 60W Lampe braucht ein strom von 260mA. Die LEDs brauchen 1A. Wo
> kommt jetzt der 20mal größerer Strom her?

Ich bin von einer 2,4W Fahrradglühbirne ausgegangen.
die braucht 6V
-> I = 400mA

Falk Brunner schrieb:
> [ ] Du hast die Prozentrechnung verstanden.

er schrieb:

Peter schrieb:
> wenn man eine 3V LED hat und 5V dann gehen schon einmal 40% der Leistung
> im Vorwiderstand verloren. Damit ist der Wirkungsgrad für die
> Beleuchtung fast auf Glühlampen niveau.

5V*.02mA = .1W -> 40% -> 0.04W verschwendete Energie
2.4W Glühlampe -> 95% -> 2.28W verschwendete Energie

jetzt erklär mir noch mal folgende Schlussfolgerung:
> Damit ist der Wirkungsgrad für die
> Beleuchtung fast auf Glühlampen niveau.

Autor: Hans_Dampf (Gast)
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>Peter schrieb:
>> Der Vorwiderstand macht das aber zu nichte.
>Verstehe ich nicht. Auch mit Vorwiderstand wird der gleiche Strom
>fließen.

LED: UD=3,3V ID=20mA -> PD=UD*ID =3,3V*20mA=66mW

Beispiel: bei 12V-Betrieb mit Vorwiderstand:
I=ID=IR=20mA UR=12V-3,3V=8,7V
PR=U*I=174mW

Prozentual gesehen:

Gesamtaufnahme  : 240mW -> 100%
Verluste am R   : 174mW ->  72,5%
Aufnahme der LED:   66mW ->  27,5%

-> Vorwiderstand ist für LED's die du nur für irgendwelche Anzeigen 
verwendest eine passable Lösung, aber sobald du in höhere 
Leistungsbereiche gehst, solltest du nach einer effektiveren Lösung 
suchen!

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Um mal bei der 2.4W Glühlampe und der 1A LED zu bleiben:

Das hier übernehme ich einfach mal:
2.4W Glühlampe -> 95% -> 2.28W verschwendete Energie

Nun die 3W LED (3V, 1A)
Verlustleistung bei 5V Betriebsspannung am Widerstand: 2V*1A = 2W

Es IST also die selbe Liga ...
Verluste der LED noch nicht eingerechnet.

Ergo: Weg vom Vorwiderstand und eine geschaltete Stromquelle benutzen. 
(Mit Spule und Pipapo ...)


Gruß

Jobst

Autor: yfvjkgsd (Gast)
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Wenn man fuer jede LED einen Vorwiderstand verwendet ja, aber wenn es um 
Beleuchtung geht und nicht um Anzeigen, dann verwendet man ja 
sinnvollerweise Reihenschaltungen und damit wird das Verhaeltnis 
deutlich besser.


Gast

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Natürlich.
Auch wirft eine 3W LED mehr Licht ab, als eine 2.4W Glühlampe.
Hinkt also vorne und hinten.

Reihenschaltung mit nur einem Widerstand oder direkt ein SNT mit 
Stromregelung sind die Mittel - das ist allerdings klar.


Gruß

Jobst

Autor: Peter (Gast)
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Jobst M. schrieb:
> Reihenschaltung mit nur einem Widerstand oder direkt ein SNT mit
> Stromregelung sind die Mittel - das ist allerdings klar.

damit verliert man aber leider den Vorteil, das man mit vielen 
verteilten LEDs den Raum jederzeit idividuell ausleuchten kann.

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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kannst die Konstantstromquelle ja regelbar bauen....

Autor: Udo. R. S. (Gast)
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Peter schrieb:
> damit verliert man aber leider den Vorteil, das man mit vielen
> verteilten LEDs den Raum jederzeit idividuell ausleuchten kann.

Wie stellst Du dir das vor? Statt einem Lichtschalter im Wohnzimmer eine 
Art Mischpult mit 100 Reglern für 100 LEDs? Oder einen PC mit dem Du 
über eine entsprechende Software die 100 LEDs individuell regeln kannst?

Sieht für mich beides weniger gemütlich aus. Bis Du mit dem Einregeln 
fertig bist ist der Abend rum :-)

Autor: s.z. (Gast)
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PWM ist eine Leistungsgünstige Regelung der LED .... bleibt nur noch der 
betrieb der LED ... dazu gibt es zahlreiche Buck oder 
Boost-led-treiber-IC's

damit kann man den strom für die LED mit 90% oder höherem Wirkungsgrad 
bereitstellen ... kosteneffizient ist das aber überhaupt nicht ... eine 
regelung kostet dann mind. 5 bis 10 euro ... viel spaß.

PWM + Vorwiderstand und günstig gewählte Betriebsspannung (4V z.b.) 
bietet hier wohl die verlustärmste und kostengünstigste Möglichkeit.

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