www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED Helligkeit - Strom sparen durch anblitzen ?


Autor: Stefan (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

kann man die Trägheit des Auges nutzen, ähnlich dem Nachleuchten bei 
Röhrenfernsehern, um bei LEDs mittels anblitzen der Netzhaut Strom zu 
sparen ?

Also nicht mit 20 mA DC, sondern mit 20 mA bei 50% duty cycle ?

Oder ggf. auch eine höhere Helligkeit erreichen, in dem man bei 50% duty 
cycle mit doppeltem Strom treibt ?

Danke !
Stefan

: Verschoben durch Admin
Autor: G. L. (glt)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
1. geht
2. meistens um LED's zu dimmen

Autor: hans (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
das kannst du machen. Allerdings hast du bei selben Strom mit 50% duty 
nur mehr die halbe Lichtstärke (für das Auge erkennbar). Du musst also 
den Strom verdoppeln.

Zeichne dir am besten ein Strom/Zeit diagramm, Berechne die Fläche unter 
der Kurve. Wenn die Fläche unter dem Sprung gleich der 20mA im DC 
Betrieb ist, dann ist auch die Beleuchtungsstärke die selbe.

Autor: Rolf Magnus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Was die beiden Antworter damit sagen wollten: Nein, das geht nicht.
Auch das Nachleuchten der Bildröhre spart keinen Strom, sondern sorgt 
nur dafür, daß das Licht über eine längere Zeit verteilt abgegeben wird.

Autor: Samuel C. (dragonsam)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ja, das nennt sich PWM und ist nichts neues.
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_PWM

Autor: Stefan (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das rauscht ja hier :)

PWM ist mir schon klar, darauf bezog sich meine Frage nicht.
Ich wollte eigentlich nur wissen, ob das Auge bei 50% duty cycle den 
Mittelwert wahrnimmt, oder ob die Netzhaut den kurzen hellen 
Leuchtimpuls quasi während des off-cycles speichert.

Autor: mhh (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Netzhaut ist träge und mittelt (ab einer gewissen Frequenz 
natürlich).
Sonst wäre ja mit PWM keine Helligkeitsregelung möglich.

Autor: Samuel C. (dragonsam)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das dürfte selbstverständlich sein. Siehe Post über mir.

Autor: Anja (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich habe hier noch ein uraltes Datenbuch HD1133o (Siemens) bei dem der 
notwendige Gleichstrommittelwert für Multiplexbetrieb angegeben ist.

Bei 1:6 bzw. 1:8 Multiplex ist bei roten LEDs ca 8mA anstelle 10mA 
Mittelwert erforderlich um auf gleiche Helligkeit wie bei Dauerbetrieb 
zu kommen. (also ca 20% weniger mittlerer Strom)

bei gelb/orange/grün sind je nach Farbe ca 2.5 - 3 mA anstelle 5mA 
notwendig.
Also je nach Farbe 40-50% weniger mittlerer Strom.

Gruß Anja

Autor: Philipp (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nach meinen Erfahrungen Leuchten Leds mit viertelsem Strom noch 
Dreiviertel so hell wie mit Nennstrom. Durch Dimmung Lässt sich also 
sehrwohl Strom sparen. Standart-Leds können zu anzeigezwecken mit 0,3-2 
mA betrieben werden, das reicht locker um eine gut sichtbare Helligkeit 
zu erzeugen.
Nimm mal ein 100kOhm Poti in reihe mit Standart Led, 100.00mA Messgerät 
und 220Ohm Schutzwiderstand an 9V und Dreh am Poti. Du wirst erstaunt 
sein.
Bei 47Kohm vorwiderstand reicht ein 5.5V 1F Goldcap für 24-30h sichtbare 
Anzeigehelligkeit.

Autor: Stefan (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Sonst wäre ja mit PWM keine Helligkeitsregelung möglich.
Ist schon komisch; sobald man's liest fasst man sich an den Kopf und 
sagt: "Na klar" !

@Anja
Danke (!) das gibt mir Hoffnung ein wenig zu sparen - ich probier's aus.


[closed]

Autor: Alex (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das geht auf jeden Fall.
Beim Dimmen von LEDs mittels PWM ist der Zusammenhang zwischen mittlerem 
Strom und wahrgenommener Helligkeit stark nichtlinear, und zwar in die 
"Energiesparende" Richtung.
Deshalb erfordert das Dimmen von LEDs per PWM im unteren 
Helligkeitsbereich eine sehr viel höhere Auflösung des Duty Cycle als 
man erwarten würde.

Es hängt allerdings auch vom LED-Typ ab. Bei einigen LED-Typen lässt der 
Wirkungsgrad mit steigendem Strom stark nach, hier gibt das Datenblatt 
manchmal Auskunft.
Das bedeutet, die doppelte elektrische Leistung bringt nicht die 
doppelte optische Leistung.

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  Anja (Gast)


>Bei 1:6 bzw. 1:8 Multiplex ist bei roten LEDs ca 8mA anstelle 10mA
>Mittelwert erforderlich um auf gleiche Helligkeit wie bei Dauerbetrieb
>zu kommen. (also ca 20% weniger mittlerer Strom)

Das ist glaub ich ein Verständnisfehler. Bei Pulsbetrieb ist der 
ZULÄSSIGE mittlere Strom geringer. Sieht man in allen LED-Datenblättern. 
Man kann den 10fachen (Maximal)Strom NICHT 1/10 der Zeit fliessen 
lassen, sondern WENIGER als 1/10.
Das liegt an der begrenzten Wärmekapazität der LED, welche ja im 
Pulsbetrieb kurzzeitig die Verlustleistung aufnehmen muss. Ausserdem 
steigen die Verluste im Pulsbetrieb mehr als linear, P=I^2*R, der 
Bahnwiderstand läßt grüßen.

>Also je nach Farbe 40-50% weniger mittlerer Strom.

Nö ;-)

Das mit derm vermeintlichen Stromsparen durch Pulsen ist eine Urban 
Legend.
Richtig ist bestenfalls, dass man Strom sparen kann, wenn man die LED 
nur blinbken lässt. Das fällt deutlich mehr auf und bewirkt das Gleiche.

MFG
Falk

P S Im Hobbybereich werden die LEDs trotzdem meist mit 10fachem 
maximalem Gleichstrom 1:10 gemuxt, die Lebensdauer etc. spielt da ja 
keine Rolle.

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  Alex (Gast)

>Das geht auf jeden Fall.

Jain.

>Beim Dimmen von LEDs mittels PWM ist der Zusammenhang zwischen mittlerem
>Strom und wahrgenommener Helligkeit stark nichtlinear, und zwar in die
>"Energiesparende" Richtung.

Das liegt aber nicht an der LED, sondern der logarithmische Kennlinie 
des menschlichen Auges, siehe LED-Fading.

MfG
Falk

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
----
Es wird eine Menge darüber erzählt, das schnell 'gepulstes' Licht (kein 
Blinklicht) vom Auge besser wahrgenommen wird, aber das ist Unsinn. Kann 
jeder selbst ganz leicht mit einer LED ausprobieren, bevor aus 
Halbwissen wieder endlose Threads in d.s.e rumtheoretisieren. 
http://members.misty.com/don/ledp.html  . Standard-LEDs sind bei 
Nennstrom am effektivsten, low current LEDs und high efficiency rote 
LEDs sind jedoch bei höherem Strom, wie er sich z.B. bei 
Multiplexansteuerung ergibt, effektiver als bei Nennstrom, siehe 
Datenblatt. Braucht man keine Multiplexansteuerung könnten solche LEDs 
mit gepulstem Strom etwas effizienter betrieben werden, aber die Effekte 
sind so klein, das sich keine zusätzlichen Strom verbrauchende 
Pulsschaltung lohnt. Schon gar nicht darf man von einer LED auf andere 
Typen verallgemeinern.
----
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-fa...

http://members.misty.com/don/ledp.html

Autor: .. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Es wird eine Menge darüber erzählt, das schnell 'gepulstes' Licht (kein
>Blinklicht) vom Auge besser wahrgenommen wird, aber das ist Unsinn.

Was man aber sieht, wenn man hinter so einem Auto herfährt, ist, daß die 
Rücklichter zu "hüpfen" scheinen, wenn sie sich im Sichtfeld bewegen. 
Das gleiche kann man erkennen, wenn man beispielsweise auf einen 
netzbetriebenen  Radiowecker schaut und schnell den Kopf dreht. Auch 
hier scheint die Anzeige im 100Hz Rhythmus zu hüfen.

>Oder ggf. auch eine höhere Helligkeit erreichen, in dem man bei 50% duty
>cycle mit doppeltem Strom treibt ?

Probiers doch einfach aus und berichte hier!

Ich kann mich dunkel an eine Application Note erinnern, in der genau das 
thematisiert war. Ich glaube, die war Hewlett Packard, ist aber schon 
länger her. Demnach kann in der Tat durch Multiplexing Strom gespart 
werden. Mit anderen Worten: Multiplext man eine LED, kann bei gleicher 
Helligkeitsempfindung der Mittelwert des gepulsten Strom verkleinert 
werden.

Autor: Anja (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Falk Brunner schrieb:
> Das ist glaub ich ein Verständnisfehler.

Ich hab mal den fraglichen Teil aus dem Datenbuch eingescannt. Ich 
interpretiere dies nicht als "Strombelastbarkeit".

Wobei das ganze nicht unbedingt bei heutigen Anzeigen noch gelten muß.

Gruß Anja

Autor: .. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Ich hab mal den fraglichen Teil aus dem Datenbuch eingescannt. Ich
>interpretiere dies nicht als "Strombelastbarkeit".

Hhm. Was ich meinte, ist, daß die Helligkeitsempfindung (...empfindung!) 
gleich bleibt, obwohl die LED physikalisch dunkler wird. Es soll sich um 
einen unlinearen Effekt der Lichtrezeptoren des Auges handeln.

Im Datenblattauszug ist dagegen von "Lichtstärke" die Rede. Kurious...

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bei höherem Strom wird die LED effizienter, wie man in dem von mir 
verlinkten Beitrag entnehmen kann. Wenn man bei Dutycycle = 1/4 jetzt 
4fachen Strom nimmt, leuchtet die LED heller (Sie wird nicht unbedingt 
heller empfunden, aber sie leuchtet halt messbar heller).
Damit könnte das zusammenhängen.

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  Anja (Gast)

>Ich hab mal den fraglichen Teil aus dem Datenbuch eingescannt. Ich
>interpretiere dies nicht als "Strombelastbarkeit".

Ich halte es dennoch für einen Interpretationsfehler, meinetwegen auch 
beim Datenblattschreiber ;-)

@.. (Gast)

>Ich kann mich dunkel an eine Application Note erinnern, in der genau das
>thematisiert war. Ich glaube, die war Hewlett Packard, ist aber schon
>länger her. Demnach kann in der Tat durch Multiplexing Strom gespart
>werden.

Ich hab eher das Gegenteil im Gedächtnis.

MfG
Falk

Autor: .. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Bei höherem Strom wird die LED effizienter, wie man in dem von mir
>verlinkten Beitrag entnehmen kann.

Ja, genau, du hast völlig Recht! Hat eine LED beispielsweise bei 10mA 
100% Lichstärke (normiert), besitzt sie bei 1mA nicht 10%, sondern 
eventuell nur 5%. Durch das Multiplexen mit höherem Strom ist deshalb 
die mittlere Lichtstärke höher.

Autor: Anja (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hier mal ein aktuelles Datenblatt

http://www.avagotech.com/docs/5988-1737EN

Ich interpretiere mal:
rot: (Fig 5): hat bei 10 mA die höchste Effizienz.

grün (Fig 11) bei 55 mA
übrige Farben bei 110 mA

Gruß Anja

Autor: .. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Ich interpretiere mal:
>rot: (Fig 5): hat bei 10 mA die höchste Effizienz.

Genau, dann macht das Ganze Sinn.

Autor: Microwave (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wo hatte ich das bloss aufgeschnappt, dass man bestimmte LEDs mit 2A 
pulsen darf?
Also ich sehe das als ziemlich interessant an, das Pulsen von LEDs.

Ich habe mal oberflächlich mit EMP-Erzeugung begonnen und Pulsströme von 
einigen kA durch Kabel gejagt.
In die Nähe der Kabel brachte ich dann LEDs, welche mit einem Draht 
kurzgeschlossen worden waren.

Das grosse dI/dt-Verhältnis induzierte dann nette Spannungen im 
Kurzschlussdraht an der LED.
Je näher ich die LED an den Erreger-Leiter brachte, desto bläulicher 
wurden die Lichtimpulse von dieser ->türkisen<- LED.

Meine Theorie ist nun, dass die äusserst stromstarken Impulse, die 
schliesslich an der LED anliegen, die Elektronen in höhere Bahnen 
bewegen können, als es der gleiche mittlere DC-Strom zu tun vermag.

Was spricht dafür/dagegen?


Da dies allerdings die Holzhammermethode war, überlebten die LEDs nicht 
sonderlich lange.
Ich habe zugegebenermassen auch nichts gegen den Rückimpuls unternommen 
(keine antiparallele Diode o.ä.).


Ich meine allerdings, dass man eine blaue LED "in Richtung blauviolett" 
bewegen könnte, wenn man alles sorgfältig aufbauen und durchrechnen 
würde. ;)


Trotz OT (es ging ja um den Stromverbrauch) - Haltet ihr deratiges für 
möglich?

Spontan überlegt würde ich dazu einen HC14 plus Beigemüse und einen 
TC4452(MOSFET-Treiber) miteinander kombinieren und das mal mit einem 
100Ohm-Vorwiderstand an 12V ausprobieren.
Wenn keine Probleme auftreten, könnte man den Widerstandswert ja langsam 
bis auf 10...20Ohm reduzieren. :D

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Bei höherem Strom wird die LED effizienter, wie man in dem
> von mir verlinkten Beitrag entnehmen kann.

Du solltest ihn schon lesen. In ihm steht:

"Schon gar nicht darf man von einer LED auf andere Typen 
verallgemeinern."

Für Stefan gibt es eine klare Antwort:

Das AUGE nimmt doppelte Helligkeit über die halbe Zeit als gleich hell 
wahr zu konstant leuchtender halber Helligkeit.

Da ist also mit Pulsen von LEDs nichts zu gewinnen. Lediglich 
Blinklichter sind auffälliger wegen des erkennbaren Blinkens. Flimmern 
hingegen nervt (siehe Autorückleuchten oder Multiplex-LED-Anzeigen).

Eine LED hat einen Betriebpunkt maximaler Belastbarkeit und einen Punkt 
maximaler Effizienz. Bei manchen LEDs liegt der Helligkeitpunkt unter 
der Belastbarkeitsgrenze, dort kann man also, wenn man die maximale 
Helligkeit nicht braucht, auf maximale Effizienz zurückschalten. Das 
macht man aber gerade NICHT durch Pulsen der LED. Bei anderen LEDs liegt 
der Punkt maximaler Effizient über dem Punkt maxiamler Belastbarkeit. 
Dort kann man durch Pulsen so viel Strom durch die LED schicken daß sie 
maximal effektiv ist, ohne sie auf Dauer zu überlasten.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.