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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Funktioniert diese Schaltung für 240LEDs, Dimmbarkeit


Autor: Peter S. (xfloppy)
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Hallo zusammen,

habe im Anhang mal einen "Schaltplan" angehängt, nicht gerade 
professionell, aber ich hoffe er reicht zum Verständnis.

Als erstes würde ich gerne wissen, ob man das überhaupt so machen kann 
oder ob ihr da Probleme seht. Verbesserungsvorschläge sind natürlich 
auch willkommen.

Weiterhin würde mich noch interessieren, wie ich das ganze nun noch 
Dimmbar bekommen könnte und kann ich evtl. vor die jeweilige 
Reihenschaltung einen Taster setzen zum aktivieren bzw. deaktivieren?

Danke schonmal und Grüße

Peter

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Peter S. (xfloppy)

>Als erstes würde ich gerne wissen, ob man das überhaupt so machen kann

Theoretisch ja, praktisch nein.

Die 1,5V für den Vorwiderstand sind zu knapp, da spucken dir die 
Toleranzen sowie thermische Drift rein. Hier ist eine einfache 
Konstantstromquelle mit Bipolartransistor angesagt.

>Weiterhin würde mich noch interessieren, wie ich das ganze nun noch
>Dimmbar bekommen könnte

Sicher, mit PWM.

> und kann ich evtl. vor die jeweilige
>Reihenschaltung einen Taster setzen zum aktivieren bzw. deaktivieren?

Kann man.

MfG
Falk

Autor: Jochen Fe. (jamesy)
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Die Toleranz der LEDs ist wesentlich größßer als die 100mV, die der 
Widerstand ausgleichen könnte.
So wie gezeichnet wird das nicht ordentlich funktionieren, besonders 
wenn man LED von 2 verschiedenen Gurten bestückt.

Autor: leuchtio (Gast)
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Hast du ein Datenblatt von den LEDs?

Denn auch 3.1V pro LED ist ein eher untypischer wert, aber vielleicht 
entspricht er ja in etwa den 50mA die du durchlässt.
Wäre aber trotzdem interessant ein Datenblatt, oder zumindest die 
Typenbezeichnung der LED zu wissen.

Autor: Peter S. (xfloppy)
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Jochen Fe. schrieb:
> Die Toleranz der LEDs ist wesentlich größßer als die 100mV, die der
> Widerstand ausgleichen könnte.

Wie meinst du das? Die LEDs vertragen maximal 3,2V 60mA. Wenn das 
natürlich alle machen die Schaltung vermutlich nicht ;-).

Gibts KSQ die mit 15 LEDs mit 50ma klarkommen oder muss ich dann 
kleinere Zusammensetzungen machen.

Das mit den 16 Reihen hätte so schön gepassst, aber ich habe fast 
befürchtet das die 30 Ohm vorne nicht reichen, scheiß Praxis. ;-)


Datenblatt/Typ:

http://www.leds.de/Standard-LEDs/SuperFlux-LEDs/Ni...

Autor: Peter S. (xfloppy)
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Achso mit der KSQ das ist mir noch nicht klar.

Habe schon einiges dazu gelesen, aber vermutlich weil ich nicht gerade 
der elektrotechnik Profi bin, verwirrt mich das eigentlich immer mehr.

Welchen Vorteil bringen die gegenüber den Vorwiderständen, dass Sie 
keine Energie "verbraten"!? Und welche KSQ könnte ich nehmen, die auch 
was taugt(haltbarkeit,Wirkungsgrad)? Hat hier vielleicht jemand nen Link 
zu nem Datenblatt oder ne Bezeichnung? Ich kann mir die Vor und 
Nachteile noch paar mal durchlesen, aber hier fehlt mir vermutlich 
einfach das praktische Wissen.

Wäre nett wenn mir jemand hierbei helfen könnte.

EDIT: Link zum Datenblatt, sorry wegen dem Shoplink, sollte keine 
Werbung sein...

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/35...

Autor: leuchtio (Gast)
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schöne leds =)

Aber wie im Datenblatt steht, ist bei:
I= 50mA und T = 25° die Spannung Typ. = 3.1V und max bei 3.5V

Das heisst selbst wenn du die Temperatur halten kannst, kann sich die 
Spannung hoch addieren. Rechne es nochmal durch wenn jede Led 3.2V hätte 
;-)
Eine KSQ ist zwar besser als die Widerstände, aber die 50mA kann sie dir 
nicht Garantieren, wenn die Spannung der Leds zu hoch ist. Entweder 1 
weglassen, oder damit rechnen dass du nicht immer die volle Helligkeit 
hast.

Autor: Peter S. (xfloppy)
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>Das heisst selbst wenn du die Temperatur halten kannst, kann sich die
>Spannung hoch addieren.

Also laut dem kleinen Temperaturdiagramm kann sie bei 50mA noch 50°C 
Ambient Temperature verkraften....?! Bei 3,2 wäre ich genau bei 48V ohne 
Vorwiderstand...

Jetzt mal andersrum gefragt...

Kann mir da ernsthaft was kaputt gehen, abfackeln oder sonstwas? Falls 
die LEDs nicht 100%ige Leuchtkraft hätten, wäre das zu verschmerzen. 
Ständige Schwankungen wären bescheiden...

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Peter S. (xfloppy)

>Kann mir da ernsthaft was kaputt gehen, abfackeln

Nö.

>oder sonstwas?

Deine LEDs sind im Extremfall sehr dunkel oder sehr unterschiedlich 
hell.

> Falls
>die LEDs nicht 100%ige Leuchtkraft hätten, wäre das zu verschmerzen.
>Ständige Schwankungen wären bescheiden...

Eben. Darum sollte man nicht auf Kante dimensionieren. Und bei dem 
Kaliber ist eine Konstantstromquelle auf Schaltreglerbasis das 
Optimum, gibt es überall fertig zu kaufen. Aber auch der muss man 
Spielraum einräumen, sprich, nicht zuviele LEDs in Reihe schalten.

MFG
Falk

Autor: MaWin (Gast)
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> Als erstes würde ich gerne wissen, ob man das überhaupt so machen kann
> oder ob ihr da Probleme seht.

Das gibt Probleme.

Wie kommst du auf das dünne Brett, daß deine LED 3.1V brauchen ?

Ausgemesen ?

Im Datenblatt wird eher so was stehen:

3.0 bis 3.6V Spannungsabfall bei 50mA
60mA Maximalstrom.

Und dann mus deine Schaltung damit auch klarkommen.

D.h. es muss ausreichend hell sein wenn alle LEDs 3.6V brauchen,
und darf nicht wegen Überstrom kaputtgehen wenn alle mit 3.0V auskommen.

Wenn du statt 15 LEDs nur 10 in Reihe nimmst, brauchen die 30 bis 36V.
Bei 30V bleiben 18V, und damit dann die 60mA nicht überschritten werden 
sind 300 Ohm als Vorwiderstand nötig mit mehr als 1 Watt möglichem 
Verlust.
Sollten die LEDs 3.6V brauchen, fliessen immer noch 40mA. Im Mittel wird 
es also um 50mA gehen, den Nennstrom der LEDs, und deren Helligkeit wird 
gerade mal um 50% abweichen. Das sind recht gute Werte, aber du musst 
mit deinen exakten Datenblattangaben noch mal nachrechnen.

Man sollte also eher 12 statt 15 LEDs in Reihe nehmen, und bei nur 10 
LEDs bekommt man sogar ein sehr gutes Ergebnis.

Dimmen kann man per PWM, dazu solltest du genug finden.

Autor: Peter S. (xfloppy)
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Hallo MaWin

das stand eben im Shop und im Datenblatt steht foglendes:

Item            Symbol  Condition  Typ.  Max.  Unit
Forward Voltage  VF     IF=50[mA]  (3.1)  3.5   V

Ich denke das unterstreicht deine Aussage zu meinem Brett ;-). Wie 
gesagt, ich habe mit LEDs noch nicht viel zu tun gehabt und 
elektrotechnik an sich auch eher weniger. Wenn da eben steht 3,1V bei 
50mA dann glaube ich das halt sorry :-(.

@alle Ehrlich gesagt wäre es hilfreich wenn jemand mal eine konkrete KSQ 
nennen oder verlinken könnte. Die KSQs die ich mir angeschaut habe, 
haben eine Dropspannung von 3,5-3,8V. Ich interpretiere das so, dass die 
KSQ entsprechend 3,8V für sich benötigt, somit auch den Platz einer LED 
einnimmt.

Meint ihr z.B. so eine hier:
http://www.led-tech.de/de/LED-Controlling/Konstant...

Kann ich da tatsächlich 11 LEDs ranhängen? (38V - 3,8Vdrop = 34,2/3,1 = 
11,02 ~ 11 oder ist das wieder zu knapp? 10 wären ja auch noch ok.

Weiterhin ist mir immernoch nicht der Voteil gegenüber dem Widerstand 
klar...vielleicht bin ich ja beschränkt, aber die KSQs die ich gesehen 
habe verbraten auch nur...

Spricht etwas dagegen das Ganze in der Form zu bauen:

2 x Netzteil 30 Watt
2 x 40 Reihen mit: 3,1V + 3,1V + 3,1V + 2,7V(~54 Ohm)

Komme ich auf 24 Watt pro Schaltung, was ziemlich genau 80% der Leistung 
des jeweiligen LED Trafos entspricht.

Es sind ja immerhin keine 0815 Billig-LEDs....

Grüße Peter

Autor: MaWin (Gast)
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> Wenn da eben steht 3,1V bei
> 50mA dann glaube ich das halt sorry :-(.

Und warum glaubst du nicht wenn da steht max. 3.5V ?
Weil du nur an das glaubst, was du glauben willst ?


> Weiterhin ist mir immernoch nicht der Vorteil gegenüber dem Widerstand
> klar

Man hält die Helligkeitsschwankungen bei unterschiedlichem 
Spannungsbedarf der LED kleiner als beim primitiven Vorwiderstand.

Wenn man aber nur EINE Konstantstromquelle bauen will, bräuchte man 
Stromverteilungswiderstände, hätte also keinen Vorteil.

Baut man pro Reihe eine Konstantstromquelle, wärenm bei 48V 13 LEDs (a 
max. 3.5V) möglich, es bleiben 2.5V für die Konsantstromquelle, was für 
eine LM317-basierte nicht reicht (da könnte man nur 12 LEDs einsetzen), 
aber für eine aus einzelnen Transistoren aufgebaute reichen würde.

Bei 12 LEDs tut's aber auch der Vorwiderstand :-)

Autor: mexman (Gast)
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> scheiß Praxis. ;-)

Die Praxis ist genauso gut oder schlecht wie die Theorie.
Haettest Du die Daten RICHTIG gelesen, dann haette Dir die Theorie 
bereits die richtige Antwort gegeben.

Gruss

Michael

Autor: Peter S. (xfloppy)
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@michael

zu deinem Post Kann ich eigentlich nur meine Mutter zitieren:

"Hätt der Hund nicht geschissen, hätt er den Hasen gekriegt."

Alle regen sich auf, dass im Finanzsektor angeblich soviel gemauschelt 
wird und nichts handfestes ist, aber wenn ich mir allein den LED Bereich 
anschaue, stellt sich mir ernsthaft die Frage warum.... Ich meine wenn 
dort steht 3,1V und 50mA dann ist es halt so. Techniker sind doch 
präzise und korrekt oder nicht?!

Solche Kommentare wie deiner Michael sind sowas von überflüssig. Ich 
lass mir gerne sagen, das passt so nicht, mach es lieber so oder so, aus 
dem und dem Grund. Deswegen bin ich hier und habs reingestellt. Und bin 
auch wirklich für die Einschätzungen dankbar. Aber so schlaue kommentare 
kannste gerne deiner Alten(sofern vorhanden) erzählen, ich verzichte 
drauf. Ich habe die Daten die im Shop standen richtig gelesen. Woher 
soll ich wissen, dass es noch andere Daten gibt?

Ich empfehle dir das hier:
Youtube-Video "Die Ärzte - Besserwisserboy"

Auch kann man hier immernoch viel reinintepretieren:

Item            Symbol  Condition  Typ.  Max.  Unit
Forward Voltage  VF     IF=50[mA]  (3.1)  3.5   V

Wie ist Typ. definiert? Ist das nen Mittelwert? Dann könnte auch keine 
LED 3,1 Volt haben sondern 3,0;2,9;3,3 usw... Wenn es aber ein 
Mittelwert ist, dann ist es ja gerade richtig, dass ich so viele LEDs in 
Reihe habe, denn dann sollte der Wert sich insgesamt wieder auf 3,1V/LED 
einpendeln. Kann aber auch schiefgehen wenn ich von 100 gerade 15 nehme, 
die 3,5V haben... Vielleicht kann hier mal jemand ein Rechenbeispiel 
geben wie tolerant die Schaltung ausgelegt sein sollte, damit ich es in 
Zukunft rechnen kann.

Nichts für ungut Michael, wenn du helfen willst gerne, aber ich wüsste 
nicht wie mir dein Post bei meinem Problem weiterhilft. Zumal ne ganz 
eindeutige Frage obendrüber steht...

bis dann

Autor: holger (Gast)
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>"Hätt der Hund nicht geschissen, hätt er den Hasen gekriegt."

Nimm 20mA dann passt es auch noch. Für einen Anfänger ist das
ein sicherer Wert.

Autor: High Performer (Gast)
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>Techniker sind doch präzise und korrekt oder nicht?!

Techniker schon, deshalb steht im Datenblatt ja auch 3,1V typisch, 3,6V 
maximal. Richtig präzise wäre es gewesen, wenn Minimum und Maximum 
angegeben wäre. Nun ja, soll halt nicht sein. Wie andere hier bereits 
geschrieben haben, musst Du Deine Vorwiderstände so auslegen, dass im 
Fall, dass alle LEDs nur 3,1V Durchlassspannung haben, der Strom nicht 
zu groß wird, und andererseits im Fall, dass alle LEDs 3,6V 
Durchlassspannung haben, der von Dir gewünschte Strom noch erreicht 
wird.

Ach ja, beinahe hätte ich's vergessen: alle "analogen" elektronischen 
Bauelemente unterliegen Exemplarstreuungen: Dioden, Transistoren 
(bipolare und FET), Widerstände, Kondensatoren etc. pp. Und eben auch 
LEDs. Und die Durchlassspannung kann halt bei jedem Exemplar 3,1V aber 
auch 3,6V oder irgend einen Wert dazwischen besitzen.
Deine Spannungsversorgung wir ja vermutlich auch nicht 30,0000000000000V 
haben, oder?

Autor: Alexander v. Grafenstein (avogra)
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Also bei meinen LED-Spielereien hab ich die LEDs immer ausgemessen, 
zumindest stichprobenartig (falls du die schon da hast), dann weiß ich 
was Sache ist.
Auf nem Steckbrett, mit fest angeschlossenem Multimeter bekommt man auch 
die 240 LEDs relativ zügig durch.  Zum testen hab ich ne simple KSQ mit 
2 Transistoren benutzt. Bei mir kamen da zu 95% Schwankungen von +- 
0,05V raus. Allerdings lag der Mittelwert oft deutlich neben den (typ.) 
Angaben!
Damit brauchst dann nicht mehr mit Möglichkeiten rechnen sondern weißt 
die Flussspannung.

Was mir selbst gerade erst auffällt: Ändert sich die Flussspannung 
merklich, wenn die LEDs altern?

Gruß, Alex

Autor: xfloppy (Gast)
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Hi Alex,

hab die LEDs noch nicht hier, da sie nicht ganz günstig sind wollte ich 
vorher sicher gehen. Der Gedanke mit dem messen kam mir mittlerweile 
auch. Hab mir bei der Bucht mal paar billige LEDs im 100er Pack bestellt 
zum rumspielen und ausmessen. Hab mir sogar sone Klemmprüfspitze 
gekauft, damit sollte es fix gehen. :)

Danke jedenfalls für den wirklich brauchbaren Tipp.

Autor: MaWin (Gast)
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> Ändert sich die Flussspannung
> merklich, wenn die LEDs altern?

Das weniger, aber mit der Temperatur.

Autor: Jens G. (jensig)
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> Ändert sich die Flussspannung
> merklich, wenn die LEDs altern?

wenn die nicht permanent am Anschlag gefahren werden, wirste kaum eine 
Änderung sehen über Jahre.

Autor: Patrick (Gast)
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Nimm einfach n LM317 ... suchst dir einen raus, der 50mA kann... frag 
mich nich grad welcher... ;-)

Schaust dir da die einfachste Schaltung raus, mit dem einen Widerstand 
zwischen Adjust und Out... das reicht auch schon... was groß 
stabilisiertes brauchste eigentlich nich... wenn de dennoch willst, 
machste das auch noch....

so dann haben wir schonmal 50mA kalibriert.

Den Widerstand zwischen Adj. und Out nutzte nun ausgeführt als Poti, 
wobei du den Grundwiderstand des Potis so auslegst, dass 50mA fließen.

Formel siehe Datasheet desjenigen, welchen du ausgewählt hast. ne PWM 
brauchst du hier nicht! ;o)
`
Insgesamt und das kommt auch wieder auf diejenige Quelle an, die du 
nutzen willst, fallen so um die 6-8V über der Quelle ab. Davon ausgehend 
kannst du dann die Anzahl der LEDs bestimmen, wobei man in der Regel +1 
bis +2 nutzen kann.

Ich hatte meine Schaltung für 10 ausgelegt... 12 konnte ich immernoch 
nutzen ( Red 1,5V Std. Fluss bei 20mA (Quelle: 24V))

Läuft bei mir und is billig... die stromquellen kosten so um die 20 
cent..

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Alexander v. Grafenstein schrieb:
> Auf nem Steckbrett, mit fest angeschlossenem Multimeter bekommt man auch
> die 240 LEDs relativ zügig durch.  Zum testen hab ich ne simple KSQ mit
> 2 Transistoren benutzt. Bei mir kamen da zu 95% Schwankungen von +-
> 0,05V raus. Allerdings lag der Mittelwert oft deutlich neben den (typ.)
> Angaben!

Das Problem dabei:
Das Ausmessen/Selektieren machen schon andere professionell. Z.B. die 
Hersteller großer Anzeigetafeln, die viele, viele möglichst gleiche LEDs 
brauchen.
Nun rat mal, wo deren "Ausschuss", also LEDs deren Vf weit neben den 
(typ.)-Werten liegt, landet? Richtig. Auf eBay als billige LEDs im 
1000er-Beutel.

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