Hi Leute !!! Welchen Wert sollte der Vorwiderstand für eine weisse LED haben, wenn die Versorgungsspannung annähernd gleich der LED-Flußspannung ist. Leider habe ich für die LED kein umfassenderes Datenblatt, lediglich folgende Werte sind angegeben: > Spannung: 3,2 V - 3,4 V > Strom min/max: 20 mA / 30 mA Die Betriebsspannung der Schaltung beträgt konstante 3,3 V. Nehme ich für die LED-Spannung den Durchschnitt des angegebenen Bereichs, also 3,3 V, erhalte ich ja 0 Ohm. Sollte ich deshalb besser mit 3,2 V oder sogar noch weniger rechnen, um einen vernünftigen Wert für den Vorwiderstand zu bekommen? Gruß, Matze
Matze schrieb: >> Spannung: 3,2 V - 3,4 V >> Strom min/max: 20 mA / 30 mA > > Die Betriebsspannung der Schaltung beträgt konstante 3,3 V. Damit kannst Du m.E. die weisse LED nicht vernünftig betreiben. Du brauchst einen Stepup-Wandler. Gruss Harald
Matze schrieb: > Welchen Wert sollte der Vorwiderstand für eine weisse LED haben, wenn > die Versorgungsspannung annähernd gleich der LED-Flußspannung ist. Die Fragestellung ist schon vollkommen falsch. Die richtige ist: Wie vermeide ich es, daß diese Situation auftritt, denn es gibt keine wirklich gute Lösung für diese Situation!
An den 3,3 V Betriebsspannung kann ich leider nichts mehr ändern, d. h. es muß auch irgendwie damit funktionieren. Was würde denn im schlimmsten Fall passieren, wenn ich z. B. 3,1 V als Flußspannung annehme, und 20 mA als Strom? Das wären ja dann 10 Ohm ....
Matze schrieb: > An den 3,3 V Betriebsspannung kann ich leider nichts mehr ändern, d. h. > es muß auch irgendwie damit funktionieren. Was würde denn im schlimmsten > Fall passieren, wenn ich z. B. 3,1 V als Flußspannung annehme, Entweder die LED leuchtet nicht oder sie brennt durch.
Wenn es sich um wenige Stück handelt, dann einzeln ausmessen und die Vorwiderstände individuell anpassen. Je weniger Strom man voraussetzt, umso besser wird die Gleichmäßigkeit bez. Farbton und Helligkeit bei mehreren LEDs; vielleicht reichen ja auch 5 mA. Aber eine solide Sache wird das Ganze nicht.
>An den 3,3 V Betriebsspannung kann ich leider nichts mehr ändern, d. h. >es muß auch irgendwie damit funktionieren. Nimm eine rote LED.
Nachtrag: 'weniger Strom -> gleichmäßiger' bezog sich darauf, dass dann der Widerstand größer werden kann. Bei der LED selbst tritt oft der umgekehrte Effekt ein, bei zu geringem Strom verschiebt sich der Farbton; Näheres sollte im Datenblatt stehen.
So, ich habe das Ganze jetzt einfach mal mit einem 12 Ohm Widerstand ausprobiert. Und siehe da, weder leuchtet die LED gar nicht, noch ist sie mir durchgebrannt. Auch nach mehreren Stunden Dauerbetrieb leuchtet sie ausreichend hell und ohne Farbverfälschung bei einem nahezu unveränderten Strom von 13 mA. Bei den konstanten 3,3 V Betriebsspannung meiner Schaltung wären das dann 3,15 V Flußspannung. Damit ist die Sache doch eigentlich geklärt, oder? D. h. ich kann auch an 3,3 V ruhigen Gewissens und ohne Probleme mit dem entsprechenden Vorwiderstand LEDs aus dem Flußspannungsbereich 3,2 V - 3,4 V, wie bei meiner angegeben, betreiben!? Gruß, Matze
Wenn sichergestellt ist, daß sowohl die Temperatur nur wenig und die Spannung nur um einige millivolt schwankt, dann geht es mit einzelnen LEDs. Es ist aber auf Kante genäht. Es gibt daher keine Garantie, daß das mit jeder LED (Serienstreuung) unter allen Bedingungen (Temperatur, Versorgungsspannung) geht. Bei 12 Ohm sorgen bereits 120 Millivolt Differenzschwankung zwischen der Flußspannng (nicht Konstant) und der Versorgung um eine Stromschwankung von 10 mA. Im Einzelfall im eng definierten Einsatzbereich geht das. Es ist aber weder für Serien noch für flexible Einsatzszenarien anzuraten so eng auszulegen. Für individuelle Bastellösungen geht es, wenn die Anforderung an die Robustheit gering ist.
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Danke für die Bestätigung. Das sollte dann für meinen Anwendungsbereich zutreffen. Gruß, Matze
Matze schrieb: > An den 3,3 V Betriebsspannung kann ich leider nichts mehr ändern, d. h. > es muß auch irgendwie damit funktionieren. Was würde denn im schlimmsten > Fall passieren, wenn ich z. B. 3,1 V als Flußspannung annehme, und 20 mA > als Strom? Das wären ja dann 10 Ohm .... Das schlimmste, was passieren kann, ist, daß die Helligkeit der LED sehr stark vom Exemplar und von den Umgebungsbedingungen abhängt. Die eine mag mit der gewünschten Helligkeit leuchten, die nächste so gut wie gar nicht. Harald Wilhelms schrieb: > Entweder die LED leuchtet nicht oder sie brennt durch. Naja, wenn er seinen Vorwiderstand für 3,1V auslegt, wird sie nicht durchbrennen.
Die Betonung liegt auf Differenzschwankung! Wenn Beispielsweise, nur um es mal mit Zahlen zu füllen, die Serienstreuung 40 mV in der Flußspannung beträgt, die Versorgung sich in die falsche Richtung um 40 mV ändert und die Umgebungstemperatur zum Einen und die LED-Temperatur durch den erhöhten Stromfluß zum Anderen ändert, kommen schnell 10 mA zum Auslegungsstrom hinzu, was in der Summe zur Überlastung führen kann.
Mich würde in dem Zusammenhang der Einfluß der Umgebungstemperatur auf die Flußspannung doch mal noch etwas genauer interessieren. Gibt's da evtl. grob anwendbare Richtwerte, etwa nach dem Schema: +- x °C Temperaturänderung = +- x mV Abweichung der Flußspannung, oder sind die Unterschiede zu groß, so daß man zwingend auf die (hoffentlich) im Datenblatt zu findenden Angaben angewiesen ist? Letzteres ist ja für meine LED wie bereits erwähnt leider nicht vorhanden. Gruß, Matze
Matze schrieb: > Mich würde in dem Zusammenhang der Einfluß der Umgebungstemperatur auf > die Flußspannung doch mal noch etwas genauer interessieren. Gibt's da > evtl. Hallo Matze, diese Werte stehen normalerweise im einem guten Datenblatt. rgds
Matze schrieb: > Gibt's da evtl. grob anwendbare Richtwerte, etwa nach dem Schema: +- x °C > Temperaturänderung = +- x mV Abweichung der Flußspannung Das Einfachste wird sein, wenn du dein Multimeter nimmst, einen festen Strom durchschickst und die Spannung einmal bei Raumtemperatur und einmal im Gefrierschrank misst. Das "m" bei der Abweichung kannst du fast streichen ;-)
Beispielsweise: http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/L/R/5/3/LR5360.shtml Aus dem Diagramm jener LED kann man grob ablesen, daß man bei 20 Grad Änderung der Umgebungstemperatur bei der vorgegebenen Stromstärke in der Größenordnung von 40 mV bei der Änderung dr Flußspannung liegt. Da aber die Temperatur in der Diode entscheidend ist und der zunehmende Stromfluß sich bei deiner Schaltung erhöht, verstärkt sich dieses Problem selbst. Das ist einer der Gründe warum man das in der Regel so nicht macht. Mir ist aber selbst auch schon eine LED Taschenlampe in die Hände gefallen, die nur durch den Innenwiderstand der Zink-Kohle-Batterien begrenzt wurde. Das ist wohl kaum professionell. Man braucht eine zuverlässige Stromstabilisierung. Die Billiglösung erledigt dies über einen hohen Vorwiderstand mit entsprechender Spannungsdifferenz zwischen Flußspannung und Versorgung und entsprechenden Verlusten. Je niedriger der Vorwiderstand ist, um so empfindlicher ist die Schaltung. Alternativ benutzt man eine echte Stromregelung.
Matze schrieb: > So, ich habe das Ganze jetzt einfach mal mit einem 12 Ohm Widerstand > ausprobiert. Und siehe da, weder leuchtet die LED gar nicht, noch ist > sie mir durchgebrannt. Auch nach mehreren Stunden Dauerbetrieb leuchtet > sie ausreichend hell und ohne Farbverfälschung bei einem nahezu > unveränderten Strom von 13 mA. Bei den konstanten 3,3 V Betriebsspannung > meiner Schaltung wären das dann 3,15 V Flußspannung. Glück gehabt. Deine LED hatte zufällig passende Daten. Etwas erleichtert wirddie Sache durch den niedrigeren Strom von 13mA. Aber bei der nächsten LED beginnt das Vabanqu-Spiel von neuem. > > Damit ist die Sache doch eigentlich geklärt, oder? Wenn Du meinst... > D. h. ich kann auch > an 3,3 V ruhigen Gewissens und ohne Probleme mit dem entsprechenden > Vorwiderstand LEDs aus dem Flußspannungsbereich 3,2 V - 3,4 V, wie bei > meiner angegeben, betreiben!? Dann rechne doch mal aus, welcher Strom bei einer LED mit einer Flussspannung von 3,4V fliesst. :-) Gruss Harald
Naja, ich sehe schon, daß es mit meiner Konfiguration in der Tat eine echte Gradwanderung wäre, sollten sich die Umgebungsbedingungen doch wider Erwarten mal überdurchschnittlichen zum Negativen hin ändern. Das Risiko muß ich aber wohl eingehen ;-). Wie würde sich das Ganze übrigens verhalten, wenn ich anstelle der 20 mA, eine 100 mA LED (ebenfalls 3,2 V UF) nehmen würde, die dann aber per Vorwiderstand z. B. auf 30 mA Strom begrenzt wird. Die Problematik mit der zu knappen Spannungsdifferenz zwischen Betriebs- u. Flußspannung bliebe zwar weiterhin bestehen, da die LED aber eigentlich für bis zu 100 mA ausgelegt ist, hätte ich doch dann einen genügend großen Puffer, was den Teufelskreis "LED wird wärmer --> Strom steigt ..." angeht (?). Wäre das eine Option? Gruß, Matze
Matze schrieb: > Die Problematik mit > der zu knappen Spannungsdifferenz zwischen Betriebs- u. Flußspannung > bliebe zwar weiterhin bestehen nein bleibt sie nicht. Denn wenn sie bei 100mA 3,2 V UF dann muss sie bei 30mA weniger haben. Damit hast du eine größere Differenz.
Matze schrieb: > Mich würde in dem Zusammenhang der Einfluß der Umgebungstemperatur auf > die Flußspannung doch mal noch etwas genauer interessieren. Das gehört zu den Grundlagen der Elektronik: http://de.wikipedia.org/wiki/Diode#Temperaturabh.C3.A4ngigkeit
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Matze schrieb: > Welchen Wert sollte der Vorwiderstand für eine weisse LED haben, wenn > die Versorgungsspannung annähernd gleich der LED-Flußspannung ist. Also bei deinen 3.3V Versorgungsspannung kannst du einen Vorwiderstand von 100 Ohm nehmen, dann werden ca. 5mA fließen. 3.3V - 2.8V = 0.5V R = 0.5V/0.005A = 100 Ohm Der Spannungsabfall ein einer normalen, modernen, weißen Leuchtdiode beläuft sich bei ca. 2.8V bis 3.2V, je nach Strom. Die LED leuchtet auch bei 5mA schon sehr hell, also betreibe die LED einfach nicht am Rande der maximal zulässigen Spezifikationen, das macht vieles einfacher.
Genau so sehe ich das auch. Da aber die 20 mA LED bei 5 mA leider nicht mehr die für meine Anwendung nötige Leuchtkraft bringt, werde ich dann doch eine 100 mA High Power LED nehmen und diese mit ca. 30 mA betreiben. Gruß, Matze
>Da aber die 20 mA LED bei 5 mA leider nicht >mehr die für meine Anwendung nötige Leuchtkraft bringt Welche Anwendung? Wenn du unbedingt mit deiner Fehlkonstruktion leben möchtest dann tu das.
Matze schrieb: > Genau so sehe ich das auch. Da aber die 20 mA LED bei 5 mA leider nicht > mehr die für meine Anwendung nötige Leuchtkraft bringt, werde ich dann > doch eine 100 mA High Power LED nehmen und diese mit ca. 30 mA > betreiben. Was hindert Dich daran, die paar Cent für einen CAT4238 auszugeben und die Schaltung aus dem Datenblatt abzupinnen? Ist der Nachbau einer fertig designten Schaltung schon zu kompliziert für Dich? fchk
Den CAT4238 habe ich zunächst mal bei den üblichen deutschen Versandhändlern nicht gefunden. Nach etwas weiterer Recherche dann zumindest doch bei "RS Components GmbH": 5 Stück (Mindestbestellmenge) inklusive Versand für knapp 13 €. Dann kommt noch die externe Beschaltung dazu .... Einfach zu teuer in Bezug auf die Kosten- / Nutzenverhältnismäßigkeit! Gruß, Matze
Dann halt irgend einen anderen Step-Up-Regler. Googeln wirst Du ja wohl noch können. Wie wärs mit: FAN5333BSX LM3410 LM3519 TPS61040 TPS61165 TS19371 ZXSC310E5 Letzteren gibts zB bei Farnell für 37 Cent netto Einzelstückpreis. Braucht aber noch einen externen Transistor. fchk
Matze schrieb: > ach etwas weiterer Recherche dann ... 5 Stück ... für knapp 13 €. Wenn's für weniger als ein Drittel auch recht ist: 10 Stk. 7,33 € Ebay 291159977909
Matze schrieb: > Da aber die 20 mA LED bei 5 mA leider nicht > mehr die für meine Anwendung nötige Leuchtkraft bringt, werde ich dann > doch eine 100 mA High Power LED nehmen und diese mit ca. 30 mA > betreiben. Was ist das denn in etwas für eine Anwendung, wenn man fragen darf? Eine Taschenlampe, Statusanzeige oder Hintergrundbeleuchtung? Wenn ich Fragen habe beschreibe ich mein Vorhaben immer etwas genauer damit die anderen aus ihrem vollen Wissen schöpfen können, mir möglich Denkfehler aufzeigen können und vielleicht ein passendere Lösung aufgezeigt wird. Wenn andere meine oder die Lösung der anderen dabei schlecht reden ohne eine bessere Lösung zu haben ignoriere ich dieses sinnlose Gerede einfach.
@ Mike J. " ... Was ist das denn in etwas für eine Anwendung, wenn man fragen darf? ... " Ich dachte zwar, das wäre für die Beantwortung meiner eigentlichen Frage "R bei UF ~ UV für weisse LED ?" erst mal uninteressant, aber gut. Die LED steckt in einem selbstgebauten Mini-Spotlight, also einem Strahler, der ab einer bestimmten Umgebungshelligkeit eine Wanduhr beleuchtet, die ansonsten nur noch schlecht abzulesen wäre. Die Schaltung (ATTiny13A, LDR) wird von 2 x 1,5 V Mono + folgendem Modul versorgt: http://www.exp-tech.de/Shields/Strom-Spannung-79/Pololu-3-3V-Step-Up-Spannungsregler-U1V11F3.html " ... Wenn andere meine oder die Lösung der anderen dabei schlecht reden ohne eine bessere Lösung zu haben ignoriere ich dieses sinnlose Gerede einfach. ... " Und genau aus diesem Grund lasse ich grundsätzlich erst mal potentiell unwichtige Informationen weg. Ich habe nämlich leider auch schon die Erfahrung machen müßen, daß sich die Diskussion dann plötzlich von der ursprünglichen Frage weg, hin zum Debattieren über ganz andere Dinge (z. B. eben die Schaltung) entwickelt. Gruß, Matze
Matze schrieb: > Die Schaltung (ATTiny13A, > LDR) wird von 2 x 1,5 V Mono + folgendem Modul versorgt: Ich würde wahrscheinlich einen LiIon-Akku nehmen und den Akku einfach mit einem 4V Netzteil und einem Vorwiderstand aufladen. Die LED wäre in meinem Fall wahrscheinlich eine dieser 10W LEDs (kosten 75cent bis 1 Euro). Das Netzteil müsste ein 12V Netzteil sein welches man mit einem Triac anschalten kann. Da man für den Triac einen MOC benötigt und die interne IR-LED des MOC über 5mA zieht würde ich die Versorgungsspannung von Batteriebetrieb auf Netzbetrieb umschalten. Also 12V nach 3.3V wandeln und dem AVR zuführen. Man müsste vorher die Batterie vom AVR trennen oder auf jeden Fall dafür sorgen dass kein Strom in die Batterie fließt. Man könnte allerdings auch die Batterie durch einen Goldcap ersetzen und bei zu geringer Spannung jedes mal kurz das Netzteil über den Triac anschalten bis der Goldcap wieder voll ist, dann muss man sich über den Ladezustand der Batterie keine Gedanken machen und das Netzteil ist zum Großteil der Zeit abgeschaltet, zieht also keinen Standby-Strom.
Matze schrieb: > http://www.exp-tech.de/Shields/Strom-Spannung-79/Pololu-3-3V-Step-Up-Spannungsregler-U1V11F3.html Dann hast Du ja schon einen StepUp. Wenn Den den auf eine etwas höhere Spannung einstellst, kannst Du Deine Aufgabe wesentlich zuverlässiger lösen. > Ich habe nämlich leider auch schon die Erfahrung machen müßen, > daß sich die Diskussion dann plötzlich von der ursprünglichen > Frage weg, hin zum Debattieren über ganz andere Dinge entwickelt. Das passiert meist dann, wenn sich der Frager als lernresistent erweist. Gruss Harald
Mike J. schrieb: > Die LED wäre in meinem Fall wahrscheinlich eine dieser 10W LEDs Matze schrieb: > Mini-Spotlight Für ein Spotlight ist man normalerweise auf einen engen Lichtkegel bedacht, damit man das Objekt aus etwas Entfernung anleuchten kann, ohne das unnötig Licht daneben geht. Beleuchtungs-LEDs haben meist einen sehr großen Abstrahlwinkel. Die Sache mit dem Öffnungswinkel sollte man noch mal hinterfragen, sonst wird die beleuchtete Fläche zu groß und damit auch der Strom zum Erzielen der gewünschte Beleuchtungsstärke.
Matze schrieb: > Die Schaltung (ATTiny13A, > LDR) wird von 2 x 1,5 V Mono + folgendem Modul versorgt: Ich nehme an Du hast deine Gründe dafür, daß du den 3,3 Vot Rwglwe vwebaut hast. Der Tiny alleine braucht den für sich ja nicht. Frage: Ist an dem ATTiny13A noch ein Pin frei, eventuell sogar einer der PWM-Ausgänge?
Hoppla, wie ist denn das passiert? 3,3 Vot Rwglwe vwebaut hast soll heißen: 3,3 Volt Regler verbaut hast
> Hoppla, wie ist denn das passiert?
Heute noch zu wenig Kaffee getrunken.
@ Mike J. Danke für die Anregung, aber 10 W wären wohl tatsächlich etwas überdimensioniert. Und mit dem Netzteil wird's leider auch nichts, denn es befindet sich keine Steckdose in Reichweite, sonst hätte ich das Ganze auch anders gelöst. @ Harald Wilhelms Das Step-Up-Modul liefert 3,3 V fix, ist also nicht veränderbar (ohne daran herumzubasteln). @ Mike (Gast) " ... Für ein Spotlight ist man normalerweise auf einen engen Lichtkegel bedacht, ... Beleuchtungs-LEDs haben meist einen sehr großen Abstrahlwinkel. ... sonst wird die beleuchtete Fläche zu groß und damit auch der Strom zum Erzielen der gewünschte Beleuchtungsstärke. ... " Richtig. Deshalb hat die 20 mA LED auch einen Winkel von 25° bei ca. 34000 mcd. Das hat gerade so gereicht, um die 680 cm² der Wanduhr aus einer Entfernung von rund 50 cm ausreichend hell zu beleuchten. Bei der 100 mA LED, die ich mir jetzt zum Ausprobieren bestellt habe, wird's dahingehend vermutlich wohl doch etwas problematisch werden, denn die hat mit 120° - 140° einen sehr weiten Winkel, dafür aber auch 100000 mcd. Wieviel davon bei 30 mA Betriebsstrom noch übrig bleibt, wird sich zeigen. Der optimale Beleuchtungswinkel ergibt sich übrigens immer automatisch dadurch, daß die LED in einer Art kleinen Röhre steckt. Nur verschwindet bei der 100 mA LED damit leider auch ein Großteil des Lichts in der Verkleidung. Ich habe aber irgendwie auch keine (High Power) LED > 20 mA mit einem Winkel < 30° gefunden :-(. @ Carsten R. " ... Ich nehme an Du hast deine Gründe dafür, daß du den 3,3 Vot Rwglwe vwebaut hast. Der Tiny alleine braucht den für sich ja nicht. ... " So sieht's aus. Den Spannungsregler habe ich mit drin, damit die LED über den gesamten Verlauf der Batterieentladung möglichst gleich hell leuchtet, und nicht kontinuierlich mit sinkender Batteriespannung auch an Leuchtkraft verliert. Eine Art "Joul Thief" also, der die Ladungsträger bis zum letzten Quäntchen Energie leersaugt (geht ja runter bis 0,5 V). " ... Ist an dem ATTiny13A noch ein Pin frei, eventuell sogar einer der PWM-Ausgänge? ... " Ja! Die LED hängt an PB0 und wird beim Ein- u. Ausschalten per PWM kurz ein- bzw. ausgeblendet. Danach wird der Port wieder auf Normalbetrieb geschaltet, damit ich den Tiny auch in den Powerdown-Modus schicken kann. Ansonsten hängt noch der LDR an PB2. Gruß, Matze
Matze schrieb: > Das Step-Up-Modul liefert 3,3 V fix und wenn du dir das variable Modul anschaust auf der gleichen Seite, das ist die gleiche Platine nur mit etwas anderer Bestückung. http://www.exp-tech.de/Shields/Strom-Spannung-79/Pololu-einstellbarer-Step-Up-Spannungsregler-U1V11A.html Das dürfte sich also mit einer Investition von ein paar Cent anpassen lassen.
Du benutzt also den 3,3 Volt Step-Up-Regler nur im ihn mit einem niederohmige Vorwiderstand als ungeigeten LED-Treiber zu mißbrauchen. Ich schlage vor: Schmeiß den Step-Up-Regler raus. Für den Preis kannst du auch einen echten LED-Treiber einbauen oder dir mit einer passenden Spule und der richtigen PWM-Frequenz einen eigenen "Treiber" bauen. Dafür braucht man keinen Spannungsregler mit Widerstand dahinter. Man braucht eine Stromquelle. Die bekommt man bei einer klar definierten Last wie eine LED noch relativ leicht PWM-Gesteuert hinreichend genau selber zusammengebaut. Das geht schon mit wenigen Bauteilen. Selbst ohne Rückkopplung (Regelung) ist das ausreichend genau, wenn auch nicht perfekt. Das reicht aber, wenn man bedenkt, daß wir hier mit einer niederohmig angebundenen Spannungsquelle vergleichen, bei der der Strom in keinster Weise überwacht und Fremdeinflüsse und Abweichungen gar nicht kompensiert werden. Der ATTiny läuft auch noch mit 1,8 Volt. Das wären, je nach Gleichheit der Zellen, ca. 0,9 olt Pro Zelle. Darunter ist ohnehin nicht mehr viel Energie in den Zellen. Was dir unterhalb der 1,8 Volt entgeht verbraucht der Regler mindestens selber, zuzüglich des höheren Verbrauches des ATTinys bei der höheren Spannung.
Matze schrieb: > Und mit dem Netzteil wird's leider auch nichts, denn > es befindet sich keine Steckdose in Reichweite, sonst hätte ich das > Ganze auch anders gelöst. Bei mir gab es ein ähnliches Problem bei der Flurbeleuchtung, ich wollte auch erst einen LiIon-Akku nutzen, aber der Energieverbrauch war so hoch dass ich alle paar Tage den Akku hätte tauschen müssen. Der Bewegungsmelder hat selbst schon 5mA gezogen und die "10W LED" hat nur ca. 10mA @ ca. 8V verbraucht, aus dem Akku wurden also durch den StepUp-Regler 20 bis 30mA (je nach aktueller Spannung des Akkus) gezogen. Rechne mal aus wie lange dein Akku hält: In deinem Fall könnte man annehmen dass du 2 Stück Mignon-Zellen mit meinetwegen 3Ah nutzt. Wenn die LED zu 1/3 der Zeit an ist kommt man auf einen Verbrauch von 30mA/3=10mA. 3000mAh / 10mA = 300h Also sind es 300 Stunden = 12,5 Tage. Da der StepUp-Wandler auch noch etwas Strom verbraucht kommst du auf vielleicht 10 Tage mit der Konfiguration. Ich habe im Haus Kabel für ein 12V Hausnetz verlegt an denen ich für die 3 wichtigen Räume kleine elektronische Sicherungen und Hohl-Buchsen gelötet habe, so dass ein Fehlerfall nicht das komplette Netz inklusive meines Weckers abschaltet. Wenn es wirklich ein Batterie/Akkubetrieb sein soll würde ich dir dickere LiIon-Akkus empfehlen die so groß sind dass man die nur höchstens alle 2 Monate aufladen muss. Der Austausch der Batterien wird auf Dauer teurer als ein paar LiIon-Akkus.
Mike J. schrieb: > Wenn die LED zu 1/3 der Zeit an ist kommt man auf einen Verbrauch von > 30mA/3=10mA. > > 3000mAh / 10mA = 300h > > Also sind es 300 Stunden = 12,5 Tage. > > Da der StepUp-Wandler auch noch etwas Strom verbraucht kommst du auf > vielleicht 10 Tage mit der Konfiguration. Also grob überschlägige Schätzung würde ich auch so herangehen um zu schauen ob die Größenordnung überhaupt paßt. Auf diese Art geschätzt kann es leicht auch zu Abweichungen in der Kategorie 50% kommen, aber für die Größenordnung reicht es. Einige Gründe für die Abweichungen die sich teilweise kompensieren: Eigenverbrauch des Step-up-Reglers Selbstentladung Step-Up-Regler ziehen eingangsseitig mehr Strom als sie am Ausgang liefern (logisch) Die LED leuchtet nicht durchgängig, denn sonst bräuchte man die Schaltung mit dem Lichtsensor nicht und hätte ein einfaches Dauerlicht.
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Matze schrieb: > @ Carsten R. > > " ... Ich nehme an Du hast deine Gründe dafür, daß du den 3,3 Vot Rwglwe > vwebaut hast. Der Tiny alleine braucht den für sich ja nicht. ... " > > So sieht's aus. Den Spannungsregler habe ich mit drin, damit die LED > über den gesamten Verlauf der Batterieentladung möglichst gleich hell > leuchtet, und nicht kontinuierlich mit sinkender Batteriespannung auch > an Leuchtkraft verliert. Eine Art "Joul Thief" also, der die > Ladungsträger bis zum letzten Quäntchen Energie leersaugt (geht ja > runter bis 0,5 V). Es ist immer das gleiche Problem das der TE wichtige Infos zurückhält, weil seiner Idee ja angeblich völlig neu und geheim ist. Ich nehme jetzt mal an, das eine Batterie, entweder Li 3,7V oder 4x NI da sind, die sowohl eine LED sowie einen Attiny versorgen soll. Da würde ich eine schaltende Konstantstromquelle anschliessen, die für konstanten Strom durch die LED während der Batterielebensdauer sorgt. Den Attiny schliesst man entweder direkt an die Batterie an, oder, wenn man eine konstante Spannung am µC will, parallel zur LED an. Die LED wirkt dann als Konstantspannungsquelle. Gruss Harald
Matze schrieb: > wird von 2 x 1,5 V Mono + folgendem Modul versorgt: Also keine 3,irgendetwas Volt, sondern 2-3 Volt. Wichtig war vor allem, daß damit noch eine andere Spannung, nämlich die Batterien direkt, zur Verfügung steht und der Step-Up-Regler eigentlich überflüssig ist. die 3,3 Volt sind also nicht unabänderlich. Die Fragestellung kann man also umformulieren in: Weiße LED mit 2 * 1,5 V Monozellen betreiben, aber wie?
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Carsten R. schrieb: > Weiße LED mit 2 * 1,5 V Monozellen betreiben, aber wie? Wie bereits gesagt: Über eine schaltende KSQ. Diese muss dann als Stepup ausgelegt werden. Wobei der TE vielleicht auch das Versorgungskonzept überdenken sollte und z.B. statt 2xMono 4xBaby oder LI-Akku nehmen könnte. Gruss Harald
OK Leute, Ihr habt gewonnen ;-). Ich habe mir das Ganze hier http://www.hobby-bastelecke.de/grundschaltungen/konstantstromquelle2.htm nochmal zu Gemüte geführt, und es sieht wohl tatsächlich danach aus, als wäre ich mit meiner Lösung komplett in die falsch Richtung marschiert. Naja, man lernt halt nie aus .... In dem Zusammenhang hätte ich jetzt noch 2 Fragen: 1.) Wo integriere ich in der Konstantstromquellenschaltung den µC zum Kontrollieren der LED (PWM-Fading)? 2.) Vom Standpunkt der Energieeffizienz bzw. optimalen Ausnutzung der Energieträger aus betrachtet, was ist eigentlich der Unterschied zwischen der hier besprochenen Konstantstromquelle und einem klassischen, sogenannten "Joul Thief", also so eine Schaltung hier? http://www.instructables.com/id/Make-a-Joule-Thief/ Lag ich wenigstens damit richtig, daß mein 3,3 V Spannungswandler sowas in der Art darstellt? Gruß, Matze
Matze schrieb: > 1.) Wo integriere ich in der Konstantstromquellenschaltung den µC zum > Kontrollieren der LED (PWM-Fading)? R1 nicht an Vcc sondern an einen IO deins µCs > 2.) Vom Standpunkt der Energieeffizienz bzw. optimalen Ausnutzung der > Energieträger aus betrachtet, was ist eigentlich der Unterschied > zwischen der hier besprochenen Konstantstromquelle und einem > klassischen, sogenannten "Joul Thief", also so eine Schaltung hier? Schaltregler vs. Linearregler: Der Linearregler wandelt die überschüssige Spannung in wäre um, der Schaltregler nicht. Ein Idealer Schaltregler hätte 100% Wirkungsgrad.
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http://de.wikipedia.org/wiki/Joule_thief http://de.wikipedia.org/wiki/Konstantstromquelle Mit einem Joulethief sind in der Regel bestimmte primitive selbstschwingende Aufwärtswandler mit oftmals mieserablem Wirkungsgrad und ohne genaue Ausgangsspannung gemeint, also nicht mit deinem Step-Up-Regler vergleichbar! Konstantstromquellen setzen in der Regel die Spannung herab und verbraten die Differenz, wobei man bisweilen auch bestimmte Schaltwandler dazu rechnet. Letzere arbeiten dann aber anders. Es gibt also analog arbeitende als auch auf- und abwärts wandelnde LED-Treiber, die einen mehr oder weniger Konstanten Strom (Ripple) für LED bieten. Dein 3,3 Volt Regler paßt in keine der Kategorien, da der Aufbau anders ist, die Spannung geregelt ist aber der Strom nicht geregelt ist.
Carsten R. schrieb: > Konstantstromquellen setzen in der Regel die Spannung herab und > verbraten die Differenz, wobei man bisweilen auch bestimmte > Schaltwandler dazu rechnet. Letzere arbeiten dann aber anders. In der Tat. Konstantstromquelle ist ein weites Feld. Man sollte wenigstens noch unterscheiden zwischen linearen Konstantstromquellen - die verheizen in der Tat die überflüssige Spannung und haben deswegen genau den gleichen schlechten Wirkungsgrad, den ein Vorwiderstand hätte. Und Stromschaltreglern. Letztere sind fast genauso aufgebaut wie Spannungschaltregler, u.a. gibt es sie in den gleichen Topologien (Buck, Boost, etc.). Der Unterschied besteht einfach darin, daß die geregelte Größe nicht die Ausgangsspannung ist, sondern der Ausgangsstrom. Im Gegensatz zu einer linearen Stromquelle, bei der die Eingangsspannung immer größer sein muß als die Spannung an der Last, kann ein Strom- schaltregler die Spannung auch hochsetzen. XL
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Wenn du experimentierfreudig bist, hier ist eine Schaltung zum Steuern von 2-10 LED ab 1,5V. Braucht permanent PWM. R2 reduziert nur den ripple, 0-22Ω ausprobieren. Hängt vom Betrachter ab.. Einen PIC würde ich zum Strom sparen auf paar kHz takten, vielleicht geht das bei deinem uC auch.
Carsten R. schrieb: > Mit einem Joulethief sind in der Regel bestimmte primitive > selbstschwingende Aufwärtswandler mit oftmals mieserablem Wirkungsgrad > und ohne genaue Ausgangsspannung gemeint, ...speziell Schaltungen für Eingangsspannungen unter 1V. Sie eignen sich zwar meist zum Direktanschluss von LEDs, der LED-Strom ist aber undefiniert und u.a. von den Daten der verwendeten Spule abhängig. Für die LEDs sind solche Schaltungen aber immer noch besser geeignet, als eine Spannungsquelle mit zu kleinemVorwiderstand zur LED. Gruss Harald
Na dann danke ich Euch nochmal für die Aufklärung und den Schaltungsvorschlag. Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, mache ich grundsätzlich also erst mal nichts falsch, wenn ich die Schaltung für eine Konstanstromquelle von hier http://www.hobby-bastelecke.de/grundschaltungen/konstantstromquelle2.htm übernehme, R2 entsprechend dem von der LED benötigten Strom anpasse, also je nachdem, ob ich mich nun für die 20 mA oder 100 mA LED entscheide, und dann meinen ATTiny13A zwischen R1 und VCC einsetze (z. B. R1 an PB0)? Gruß, Matze
Matze schrieb: > Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, mache ich grundsätzlich also > erst mal nichts falsch, Doch! Jener Bautyp im Link erfordert eine Spannung die größer ist als die Flußspannung der LED. Wozu schreiben wir eigentlich? Carsten R. schrieb: > Konstantstromquellen setzen in der Regel die Spannung herab und > verbraten die Differenz, Du benötigst einen aufwärts wandelnden LED-Treiber. Entweder ein fertiges Modul oder Du nimmst Helges Vorschlag, mußt dann aber auch verstehen was Du tust. Dann mußt Du Induktivität, Frequenz und Dutycycle aufeinander abstimmen.
Carsten R. schrieb: > Entweder ein > fertiges Modul oder Du nimmst Helges Vorschlag, mußt dann aber auch > verstehen was Du tust. Dann mußt Du Induktivität, Frequenz und Dutycycle > aufeinander abstimmen. Also ich hab das so gemacht wie Helge A. (besupreme), also einen diskreten StepUp-Wandler für eine LED gebaut. Die Basis des Transistors kommt über einen Widerstand (5k) an einen I/O-Pin und ein Widerstand (5k) führt von der Basis nach Masse. Man misst dann die Spannung die über den unteren Widerstand (R2 in Helges Gild) abfällt, aber über einen RC-Tiefpass, z.B. 1kOhm an R2 der dann zum ADC-Pin führt und 100nF direkt an den ADC-Pin. Die Regelung erfolgt ohne PID-regler. Man erhöht die 8 Bit PWM von 0% immer um eine Stufe, wartet bis die Spannung stabil ist und erhöht die PWM dann wieder um eine Stufe. Das macht man so lange bis der Wunschwert erreicht wurde. (wenn der Wunschwert überschritten wurde geht man ebend einen PWM-Schritt zurück) Da die Akkuspannung mit der Zeit sinkt muss der PWM-Wert ab und zu angeglichen werden, aber nur ganz langsam so dass man da nur alle paar Minuten mal nachschaut und den PWM-Wert dann um eine Stufe korrigiert. Dieses Vorgehen verhindert unkontrolliertes schwingen des Reglers und damit das Flackern des Lichts. Den AVR könnte er eigentlich direkt an einen LiIon-Akku oder den zwei in Reihe geschalteten Batteriezellen hängen, das verträgt er locker.
@ Carsten R. " ... Jener Bautyp im Link erfordert eine Spannung die größer ist als die Flußspannung der LED. ... " Dann nehme ich halt noch ein oder zwei Monozellen mehr, und schon bin ich bei den > 4 V Betriebsspannung (?). Da die Anwendung auf einem höheren Schrank installiert ist (zumindest die Energieversorgung, also die Batteriehalterung), ist es übrigens auch vollkommen egal, ob das ganze schön aussieht oder nicht. Man sieht es nicht. Bei ca. 6 Stunden täglicher Betriebszeit würde ich bei 20 mA bis 30 mA bereits mit den 2 x 1,5 V Monozellen gute 3 bis 4 Monate auskommen. Eine Zelle mehr ... umso besser, dann brauche ich nur einmal im Jahr zu wechseln. Dann verstehe ich auch nicht ganz, wieso Du im Zusammenhang mit der verlinkten Schaltung von "Differenz verbraten" sprichst, wo doch bereits in der Einleitung zu dem Artikel Folgendes steht: " ... Mit der Standardschaltung für die Konstantstromquelle wird aufgrund der beiden Dioden immer etwas Strom verschwendet. Dafür gibt es eine andere Lösung. Bei der folgenden Schaltung wird kein Strom mehr verschwendet. Anstatt der zwei Dioden werden hier zwei Transistoren eingebaut. ... " Gruß, Matze
Die Schaltung ist optimiert aber trotzdem nicht verlustlos. Man hat eine Eingangsspannung und die zum Strom zugehörige Flußspannung. Alles was analog irgendwie als linearregler oder ähnlich argeitet verheizt die Energie aus der Spannungsdiffernz mal Strom. Was er gemacht hat und auch meint: Der Strom der im Bypass links, welcher die Basis des Transistors T1 regelt, wurde optimiert und nun wird dort nur noch wenig Strom an der LED vorbei geleitet. Die Spannungsdifferenz wird noch immer "verheizt". Schaltregler haben zwar auch ihre Verluste, aber idealisiert vom Konzept nutzen sie die Energie aus der Spannungsdifferenz, um eingangsseitig (in Ampere) weniger Strom aufnehmen zu müssen als sie Ausgangsseitig abgeben. Im Gegensatz dazu sind bei den Linearreglern Ein- und Ausgangsstrom nahezu identisch (Strom für die Regelung/Referenz siehe "Bypass"), nur Die Spannung unterscheidet sich. Diese Differenz wird verschwendet. Mir fällt es gerade etwas schwer das Konzept eines Schaltreglers kompakt in einen Satz zu packen. Lese ich diesbezüglich mal in die Grundlagen ein. Es ist sehr interessant und ein bücherfüllendes Thema. Auch wenn man dann noch keinen Schaltregler selber bauen kann/will, hilft der Einblick in die Grundlagen bei der Auswahl wenn man was Fertiges kauft.
Kann jemand mal meinen Beitrag "Liken" ? Oder fügt den Hashtag: #3699346 in eure Kommentare um die Relevanz auf µC.NET zu steigern. Haut rein, lass knacken und bis dahin ... fröhliches Prototypen.
Mike J. schrieb: > Kann jemand mal meinen Beitrag "Liken" ? Warum? Hast Du Minderwertigkeitskomplexe? > Oder fügt den Hashtag: #3699346 in eure Kommentare um die Relevanz auf > µC.NET zu steigern. Die Schaltung ist dort recht unübersichtlich beschrieben. Mir ist nicht klar, wie dort die Strombegrenzung vorgenommen wird. Eine PWM ist kein Ersatz für einen Widerstand oder eine Drossel. Gruss Harald PS: Es gibt m.E. genug Sprachen. Da muss man keine neue erfinden, in der deutsche und englische Teile in einem Wort vermischt werden.
@ Carsten R. " ... Mir fällt es gerade etwas schwer das Konzept eines Schaltreglers kompakt in einen Satz zu packen. ... " Brauchst Du auch gar nicht, denn Deine Ausführung reichen mir als Denkanstoß schon vollkommen aus :-). Ansonsten scheint es ja tatsächlich eine durchaus komplexere Thematik zu sein, so daß ich wohl einfach mal Deinen Rat befolgen und mir die Grundlagen anschauen werde. Gruß, Matze
Matze schrieb: > Ansonsten scheint es ja tatsächlich > eine durchaus komplexere Thematik zu sein, Ist es eigentlich nicht, du hast immer nur eine Spule, eine Diode und einen Schalter der mit einer bestimmten An/Aus-Zeit betätigt wird. Bei einem StepUp Wandler kann man vereinfacht sagen dass ein An/Aus Verhältnis von 50% eine Verdopplung der Spannung bewirkt und bei einem StepDown Wandler eine Halbierung der Spannung. > so daß ich wohl einfach mal > Deinen Rat befolgen und mir die Grundlagen anschauen werde. http://www.sprut.de/electronic/switch/schalt.html#up
Harald Wilhelms schrieb: > Mike J. schrieb: > >> Kann jemand mal meinen Beitrag "Liken" ? > > Warum? Hast Du Minderwertigkeitskomplexe? Das war eher als Witz gedacht, denn diese "Likes" kann man schon abgeben und die "Hashtags" gibt es quasi auch. >> Oder fügt den Hashtag: #3699346 in eure Kommentare um die Relevanz auf >> µC.NET zu steigern. Das oben geforderte würde bei µC.NET überhaupt nichts bewirken, das weiß man doch und sieht es als unsinnig an. :) > Die Schaltung ist dort recht unübersichtlich beschrieben. Mir ist > nicht klar, wie dort die Strombegrenzung vorgenommen wird. Eine > PWM ist kein Ersatz für einen Widerstand oder eine Drossel. > Gruss > Harald > PS: Es gibt m.E. genug Sprachen. Da muss man keine neue erfinden, > in der deutsche und englische Teile in einem Wort vermischt werden. Wenn du die Spannung digital einstellst musst du das mit einem Pulsweitenverhältnis in 255 Schritten tun, bei meiner (50W) LED-Lampe habe ich eben solche digitale Regelung verwendet. Der Strom wird über einen 2 Ohm Widerstand gemessen. Das Netzteil liefert 32V und die LED braucht eine Spannung von 24V bis 32V, die LED leuchtet bei einem PWM-Wert ab 170 bis 255, also gibt es nicht so viele Helligkeitsstufen. Ich habe 10 Stufen eingestellt die man schnell ändern kann. [0mA, Minimum (PWM-Wert von 1), 16mA, 32mA, 63mA, 125mA, 250mA, 500mA, 1000mA] Die ganz genauen Werte werden nicht erreicht da die Auflösung nicht hoch genug ist. Alle anderen feineren Stufen kann man auch erreichen wenn man hoch/runter drückt, die voreingestellten mit den links/rechts Tasten. Die PWM-Werte für die entsprechenden Ströme werden beim ersten Start ermittelt, die PWM-Stufen werden langsam erhöht und der Strom gemessen. Leichte Abweichungen durch eine Erwärmung der LED kalkuliere ich dabei nicht mit ein. Der Strom wird aber immer kontrolliert und könnte nachgestellt oder im Notfall begrenzt werden, ist aber nicht unbedingt notwendig sich da nichts großartig ändert.
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