Hi, mal eben die kurze Frage, bei Autos blinken die ja auch, sieht man aber nur in Videos.
Ich schätze bei Kfz wird dadurch die Helligkeit geregelt. Und Strom müsste es auch sparen wenn die Leds z.B. nur 1/3 der Zeit an sind.
Was denkst Du? Geh mal zu Deinem Lichtschalter und schalte das Licht jede Sekunde an und nach der nächsten Sekunde wider aus. Spart das Strom? Kannst auch schneller machen, aber bei 11Hz kannste epileptische Anfälle kriegen. Also vorsicht ...
Die "Nachbildwirkung" (= POV, Wikipedia) spricht etwas dafür und meine praktische Erfahrung auch. 10% PWM wirkt kaum dunkler als 100%. Aber echte wissenschaftliche Analysen habe ich bislang nicht gefunden. Ich lese hier mal weiter mit; das interressiert mich auch.
In der Regel spart man keinen Strom wenn man eine LED schnell blinken lässt statt durchgängig mit dem mittleren Strom leuchten lässt. Es gibt aber Ausnahmen. Die Kurve Helligkeit vs Strom ist in recht guter Näherung linear für einen großen Bereich. Bei linearem Zusammenhang hat die Modulation keinen Einfluss. Zu sehr kleinen Strömen (z.B unter 10 µA, aber stark von der LED abhängig) nimmt die Helligkeit i.A. schneller ab. Da kann es dann lohnen die LED zu pulsen. Bei einigen speziellen LEDs (Superlumineszens dioden, vor allem im IR-Bereich) nimmt die Helligkeit zu hohen Strömen schneller zu, weil zusätzlich stimulierte Emission wie beim Laser dazu kommt. Auch da kann eine Modulation des Stromes also Strom sparen. Bei den normalen LEDs, besonders den blauen und weißen, nimmt aber zu hohen Strömen die Helligkeit langsamer als linear zu, etwa weil die LED warm wird, oder die Lichtaussendung sättigt. Da ist das Pulsen kontraproduktiv. Bei langsamer Modulation, so dass man das Blinken noch auflösen kann, wird es deswegen ggf. stärker wahrgenommen, weil die "Bewegung" die Aufmerksamkeit erregt.
Hans schrieb: > Ich schätze bei Kfz wird dadurch die Helligkeit geregelt. Und Strom > müsste es auch sparen wenn die Leds z.B. nur 1/3 der Zeit an sind. Ja stimmt, die Helligkeit könnts auch sein, anderer Gedanke war die Wärmeentwicklung, was dann aber wieder Leistung = Strom wäre. Eben, theoretisch könnte es sein, weil es keine Ein-, Ausschallströme gibt, im Gegensatz zu Glühbirnen, Harzi
Diese Ansicht war in der Anfangszeit der LEDs oft zu lesen - damals nahm vmtl der Wirkungsgrad rasch ab mit kleineren Strömen. Heute trifft dies wohl nicht mehr zu.
Lurchi schrieb: > Bei langsamer Modulation, so dass man das Blinken noch auflösen kann, > wird es deswegen ggf. stärker wahrgenommen, weil die "Bewegung" die > Aufmerksamkeit erregt. Die Frage des TO bezog sich auf "nicht sichbar schnelles Blinken". Hat das denn noch niemand wissenschaftlich untersucht?
:
Bearbeitet durch User
Hehehe, ich dachte das ist ne Noob-Frage und werd hier dafür angemeckert, aber wohl doch nicht so einfach zu beantworten.
Willi schrieb: > Hehehe, ich dachte das ist ne Noob-Frage und werd hier dafür > angemeckert, aber wohl doch nicht so einfach zu beantworten. Machst Du PWM im KHz-Bereich mit Stromüberwachung, dann stellt sich der Tastgrad auf das ein, was Du einstellst... Eine Led kann im MHz-Bereich gepulst werden, also werden einige KHz wohl nichts ausmachen an der Stromaufnahme - ist ja nur ein mittlerer Strom, der durch das Tastverhältnis entsteht... Abgesehen davon, wäre es bei einem Auto auch belanglos, wenn ein paar Milliwatt mehr oder weniger anfallen??? Hehehe...
:
Bearbeitet durch User
Torsten C. schrieb: > Die "Nachbildwirkung" (= POV, Wikipedia) spricht etwas dafür und meine > praktische Erfahrung auch. 10% PWM wirkt kaum dunkler als 100%. Ob 1, 10, 25, 50 oder mehr Prozent PWM ist eigentlich belanglos, denn es kommt immer noch auf den gemittelten Strom an samt kleinen Vorwiderständen... 100 % wäre auch nur über einen Vorwiderstand machbar, denn ohne ist die Led schnell in den ewigen Siliziumgründen... Es ist vollkommen egal, welches Tastverhältnis eingehalten werden muss, um den mittleren Strom durch die Led (oder mehrere) zu treiben, ob 10/90 oder 25/75 oder 50/50 ist fast nur abhängig davon, wie hoch der Vorwiderstand der Led ist und die Differenz zur tatsächlichen Betriebsspannung, die getaktet wird... Und eines ist klar, das "POV" nicht unter eine bestimmte Frequenz fällt, wo das Auge ein Flimmern erfährt, also höhere PWM-Frequenzen nutzen (KHz-Bereich)...
:
Bearbeitet durch User
spart keine energie. angenommen eine LED mit 1A maximalstrom. wenn du die LED an eine konstantstromquelle anschließt und den strom langsam höher drehst, wirst du feststellen das die mit dem auge wahrgenommene helligkeit zwischen 0 und vielleicht 60% (hier dann 600mA) jeweils deutlich sichtbar zunimmt. wenn du von 600mA auf 700 erhöhst siehst du nur noch einen schwachen helligkeiszuwachs (kein vergleich zur steigerung der helligkeit zwischen 400 und 500mA), und bei einer erhöhung von 700 auf 1000mA denkst du dir "warum mach ich das, bringt ja mal rein garnichts". fürs auge! wenn du dabei z.b. eine solarzelle als "messfühler" verwendest wirst du deutlich sehen, das bei jedem anstieg des LED stroms auch der von der Zelle gelieferte strom ansteigt. nebenbei: dazu kommt der lustige effekt, das eine heiße LED weniger Licht abgibt als eine gut gekühlte. also PWM an sich spart keine energie. die LED aber nur mit so viel strom zu versorgen wie nötig ist um eine angenehme helligkeit zu erreichen, DAS spart strom.
Und um das nochmal festzuhalten: Das Blinken selbst ist erstmal nur die Dimm-methode. PWM ist halt einfacher als eine Konstantstromquelle. Tatsächlich ist es sogar ungesünder für die LED wegen höheren Impulsströmen. Meistens ist es halt so, dass PWM=30% ist Rücklicht, 100% ist Bremsung, oder sowas.
Ich glaube beim KFZ ist der Grund nicht das Dimmen, sondern weil die verwendeten KSQs Schaltregler sind.
@ Student (Gast) >PWM ist halt einfacher als eine Konstantstromquelle. Nachts ist es kälter als draußen. Quark. Das sind 2 unabhängige Dinge! Eine LED braucht IMMER einen Vorwiderstand oder eine Konstantstromquelle, ganz egal ob da noch PWM dazukommt oder nicht.
:
Bearbeitet durch User
Bisschen merkwürdige Diskussion: Meine sichtweise, wenn du den halben Tag eine Lampe anlässt dun die andere Hälfte des Tages nicht, hast du quasi eine sehr langsame PWM gebaut, natürlich spart man dadurch Energie. Wenn man natürlich das vergleichen will mit ich lasse die Lampe den ganzen Tag an dafür auf halber Leistung ist es genau dasselbe, bzw dann eben die ganzen komplexen Erwärmungszustandsänderungen usw hinzu, die ich einfach mal vernachlässige.
Ich glaube beim Stromspareffekt ging es eher in diese Richtung: Lurchi schrieb: > Bei einigen speziellen LEDs (Superlumineszens dioden, > vor allem im IR-Bereich) nimmt die Helligkeit zu hohen Strömen schneller > zu, weil zusätzlich stimulierte Emission wie beim Laser dazu kommt. Auch > da kann eine Modulation des Stromes also Strom sparen. Statt eine LED mit 100mA Gleichstrom zu betrieben, wird sie z.B. mit 10% t_on und 1A gepulst. Der Stromverbrauch ist gleichhoch, die Lichtausbeute bei der PWM aber höher als beim Gleichstrom. Soweit die Theorie, falls dieser Effekt nachweislich auftritt und messbar ist.
Student schrieb: > PWM ist halt einfacher als eine Konstantstromquelle. Eine Strombegrenzung brauchst Du auch bei PWM. Du könntest dann allerdings statt eines Widerstands eine Drossel nehmen.
Da das Auge logarithmisch arbeitet, ist der kleine Unterschied zwischen Pulsen und DC praktisch nicht sichtbar. Allerdings steigen beim Pulsen die ohmschen Verluste in der LED an, so daß sie leichter überhitzen kann.
Die Wahrgenommene Helligkeit entspricht direkt dem Tastverhältnis. Warum ich mir das so zu sagen traue? Ich baue seit Jahren in meine Projekte z.B. Hintergrundbeleuchtungen für Displays ein, und verwende eine PWM mit 1kHz für die Helligkeitssteuerung. Mit Vorwiderstand, der für den max. zulässigen Strom der Beleuchtung berechnet ist - 100% Tastverhältnis ist Max. Helligkeit. Die Wahrnehmung ist zwar logarithmisch, aber das trifft auch bei kontiunierliche Helligkeitssteuerung zu - eine solche (DAC+Stromquelle) habe ich zum Vergleich aufgebaut, und den Unterschied sieht man nicht. Das 1kHz-flimmern nimmt man als völlig kontinuierlich wahr. Das Auge integreirt die PWM gut weg. Die Steuerung mit Konstantstrom ist geringfügig sparsamer, was am Innenwiderstand der LED liegt. Viel nimmt es sich nicht, weil auch die PWM-Lösung mit einem Vorwiderstand arbeitet *1). Wer es nicht glaubt, möge es simulieren. *1) Ja, es gibt LED-Treiber mit BUCK oder Boost- Topologie. Das fällt aber in die Kategorie Schaltregler und ist eine andere Baustelle.
gasatst schrieb: > Bisschen merkwürdige Diskussion: > Meine sichtweise, wenn du den halben Tag eine Lampe anlässt dun die > andere Hälfte des Tages nicht, hast du quasi eine sehr langsame PWM > gebaut, natürlich spart man dadurch Energie. Kann ich davon ausgehen, dass du den Herd ausschaltest, während du das Schnitzel in der Pfanne wendest?
Also ich koche meine Eier in dem ich das Wasser zum kochen bringe und dann die Platte ausschalte. Die Platte hält das Wasser noch genau 5 min am kochen (bei 2 Eiern und einem bestimmten Topf) Es geht nichts über weichgekochte Frühstückseier :D
EierPWM schrieb: > Also ich koche meine Eier in dem ich das Wasser zum kochen bringe und > dann die Platte ausschalte. Die Platte hält das Wasser noch genau 5 min > am kochen (bei 2 Eiern und einem bestimmten Topf) > > Es geht nichts über weichgekochte Frühstückseier Ja: https://de.wikipedia.org/wiki/Das_Ei
EierPWM schrieb: > Es geht nichts über weichgekochte Frühstückseier Komisch. Je länger ich die koche, umso härter werden sie. Ohne kochen ist am weichesten. ;-D
Willi schrieb: > Hi, mal eben die kurze Frage Nein. "Es bringt auch nichts, eine LED zur angeblichen Helligkeitssteigerung mit Impulsen höheren Stroms zu betreiben, z.B. statt 20mA nur 10% der Zeit 200mA zu verwenden. Die LED erscheint im Normalfall NICHT heller, da der mittlere Strom und damit die mittlere Helligkeit gleich ist und das Auge den Mittelwert bildet, stattdessen sind die Verluste minimal höher. Probiert's einfach selber aus bzw. lest mal ein LED-Datenblatt." Aber Leute glauben halt lieber an perpetuum mobiles an statt selber eins zu bauen.
Michael B. schrieb: > lest mal ein LED-Datenblatt. Ich habs mal gemacht und das Diagramm der SLD830S-A10 angeschaut. https://www.thorlabs.de/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=3902 100mA und 1.9V (190mW) ergibt eine Optical Power von 5mW 125mA und 2.0V (250mW) ergibt eine Optical Power von 9mW Eine Erhöhung der elektrischen Leistung um 30% folgt eine 80% höhere optische Leistung. Für die Superlumineszenzdioden scheint dies also zu stimmen. Eine beliebige LED: http://www.kingbrightusa.com/images/catalog/SPEC/AP3216F3C.pdf Hier ist die Radiant intensity proportional zum Strom, jedoch erhöht sich die Durchlassspannung bei höherem Strom -> Die Effizienz sinkt
Also ich bin wissenstechnisch schon lange raus, aber die "kurze Frage" hat ne echt interessante Diskussion ausgelöst :))) Ein Haufen interessanter Infos für mich. Hab gefragt, weil ich das Vorderlicht am Fahrrad modifizieren muss, bin viel auf Abwegen unterwegs und brauche ein ordentliches Fernlicht und überlege zwei, drei 10 Watt LED's zu verbauen, möglichst kompakt, aber ohne nen riesen Akku-Pack spazieren zu fahren.
Mani W. schrieb: > die Led schnell in den ewigen Siliziumgründen... Silizium? Das Verhalten der LED und vor allem die Wahrnehmung ist halt alles andere als linear. Natürlich spart man Strom wenn man die LED ein bisschen dunkler macht, so das mans fast nicht sieht!?! Um das Beispiel mit den 2 Konstantströmen und der besseren Ausbeute, bzw die Frage bzgl. des Fahrradlichts mit Akku aufzugreifen: Manche Datenblätter geben die Wall Plug Efficiency (WPE) an, somit kann man sich auf den Punk setzen bei der man am meisten opt. Leistung aus elektrischer bekommt. Wurde hier im Forum auch zu genüge diskutiert (betriebspunkt high power LEDS). Dadurch (und durch die angesprochenen Effekte wie stimulierte Emission) kann es effizienter sein, anstatt mittels kleinerem Strom zu dimmen, mit PWM zu dimmen. Ok, ums dimmen ging es nur am Rande. Bleiben wir bei gleicher Helligkeit: Bei sehr langen Pulsen erreicht das Bauteil Betriebstemperatur, die Effizienz nimmt ab, der Widerstand im Halbleiter bleibt ähnlich. Die für gleiche Helligkeit benötigten höheren Ströme verursachen höhere Verluste. Folgendes kann passieren: Bei sehr kurzen Pulsen erwärmt sich das Bauteil (während des Pulses) kaum bzw. kühlt in der Ruhephasen wieder ab. Man bekommt während des Betriebs eine niedrigere Temperatur und die Effizienz steigt (evtl.) an. Widerstand im Halbleiter ist leicht höher als im Normalbetrieb. Die Gesamteffizienz kann also besser sein. Das Temperaturverhalten von LEDS ist ist sicher von Bauteil zu Bauteil unterschiedlich. Gerade gängige und daher gut optimierte Typen sind wenig temp empfindlich. (Temperatur Bereich für Automotive Spezifikationen) Bei Exoten ist das schon anders. (GaN / InAs ...)
BB84 schrieb: > Folgendes kann passieren: > Bei sehr kurzen Pulsen erwärmt sich das Bauteil (während des Pulses) > kaum bzw. kühlt in der Ruhephasen wieder ab. Man bekommt während des > Betriebs eine niedrigere Temperatur und die Effizienz steigt (evtl.) an. > Widerstand im Halbleiter ist leicht höher als im Normalbetrieb. > Die Gesamteffizienz kann also besser sein. Nein. Bittebitte kuckt doch in die Datenblätter :-( Eine typische LED hat einen Innenwiderstand. Im Ersatzschaltbild liegt dieser in Serie zur LED. Den Innenwiderstand erkennt man auch an der Kennlinie, kuckt man Vf über If. Am Innenwiderstand dem nimmt die Leistung quadratisch zu, bei mehr Strom. Wir erinnern uns: P=I²*R Grob gesagt ist bei LED die Lichtmenge in Etwa proportional zum Strom (Sie wird sogar das sogar mit steigendem Strom weniger!). Man verheizt also für mehr Lichtmenge auch mehr Strom am Innenwiderstand. Ergo: Mehr Strom -> überproportional mehr Abwärme. Zusätzlich nimmt der Lichtstrom pro If (Effizienz) ab! Daher ist ein Konstantstrom üblicherweies geringfügig besser - wegen dem Quadrat (wir erinnern uns). Aber das ist so wenig, dass es üblicherweise kaum eine Rolle spielt, weil höheren Leistungen nimmt man eh Schaltregler. Und die machen recht effizient einen Konstantstrom (mit ein bisserle Rippel drauf). --> Da kannst du soviel pulsen wie du willst, die Effizienz erhöht das bei Standardled nicht. Drum macht das auch keiner. Man macht sowas höchstens, um die Helligkeit verlustarm zu steuern. Hier ein Datenblatt einer typischen LeistungsLED: http://www.lumileds.com/uploads/28/DS64-pdf Klar erkennbar: - Mehr Strom -> Vf steigt -> Innenwiderstand vorhanden (S14) - Mehr Strom -> Licht nimt weniger als linear zu (S13)
Was der TE leider nicht klarstellt, worauf es ihm aber AFAIU ankommt: es geht nicht um die objektive Helligkeit der LED wie sie z.B. die Physik als Lichtstärke mißt. Daß die durch den Pulsbetrieb nicht höher wird als der Mittelwert, das ist klar und folgt schon aus dem ersten Hauptsatz. Mal abgesehen von Dreckeffekten wie Nichtlinearitäten bei sehr kleinen Strömen oder Sättigung bei sehr großen Strömen. Die Frage war vielmehr nach der physiologisch wahrgenommenen Helligkeit einer gepulsten LED bei einer Pulsfrequenz die das Auge nicht mehr in Einzelimpulse auflösen kann. Und da gibt es IMHO durchaus Ansatzpunkte warum eine gepulste LED heller erscheinen kann als sie physikalisch ist. Der Begriff "Nachbildwirkung" kam oben ja schon. Ich werfe mal noch Details zum Sehmechanismus ein: sowohl die Rezeptoren im Auge als auch die Nervenzellen arbeiten diskret (wenn man so will: digital). Ein Rezeptormolekül in der Netzhaut wird schon von einem einzelnen Photon aktiviert. Danach braucht es eine Pause, um wieder "aufgeladen" zu werden. Ob während dieser Pause weitere Photonen ankommen oder nicht, spielt für die wahrgenommene Helligkeit keine Rolle. Dito "feuern" Nervenzellen diskrete Impulse, zwischen denen sie Erholungspausen brauchen. Auch hier ist es für das Ergebnis "hinter" der Nervenzelle egal, ob die Erregung "vor" der Nervenzelle statisch oder gepulst ist. zum Nachlesen: https://de.wikipedia.org/wiki/Rhodopsin
:
Bearbeitet durch User
Axel S. schrieb: > Der Begriff "Nachbildwirkung" kam oben ja schon. Ich werfe mal noch > Details zum Sehmechanismus ein: sowohl die Rezeptoren im Auge als auch > die Nervenzellen arbeiten diskret (wenn man so will: digital). Ich habe das schon selber verglichen und keinen Unterschied zwischen Steuerung mittels Stromquelle und PWM feststellen können. Und da lagen die LED nebeneinander. Natürlich war das ein subjektiver Eindruck. Warum ich sowas tue? Habe damit auch beruflich zu tun, weil hier oft LED-Beleuchtungen, auch mit PWM, verwendet werden. Auch da wird man mit solchen Einwänden konfrontiert. Ich stelle hier jetzt einfach die Behauptung auf, dass ein solcher Effekt, wenn er existiert, so klein ist, dass er nicht ins Gewicht fällt. Beispiel für eine Studie, über die Effekte von PWM auf die Wahrnehmung: https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0ahUKEwi9uuOE6YHOAhVBsRQKHdrIC0EQFggrMAA&url=https%3A%2F%2Fwww.vda.de%2Fdam%2Fvda%2Fpublications%2F2015%2Ffat-schriftenreihe-270%2FFAT-Schriftenreihe_270.pdf&usg=AFQjCNFJ-YE1R3VODLjMrg9Cm2wElpyxow&bvm=bv.127521224,d.bGs&cad=rja Da wird nichts derartiges beschrieben. Möglicherweise kannst du uns weiterführende Informationen für den von dir beschriebenen Effekt liefern? Mir gelingt es nicht, aus dem Wikipedia Artikel den von dir beschriebenen Effekt herauszulesen.
Mal ne ähnliche Frage. In welchen Dimensionen kann man LEDs eigentlich pulsbestromen, ohne daß sie versagen und ohne daß es völlig unsinnig wird, weil nur noch mehr Wärme, aber nicht mehr Licht abgegeben wird? In einem konkreten Fall bräuchte ich so viel IR-Licht wie nur irgend möglich, das dürfen dafür aber sehr kurze und seltene Pulse sein... Die Datenblätter reichen hier leider von keine Angabe bis gar nicht erst vorhanden.
Agathe Bauer!!! schrieb: > Mal ne ähnliche Frage. In welchen Dimensionen kann man LEDs eigentlich > pulsbestromen, ohne daß sie versagen und ohne daß es völlig unsinnig > wird, weil nur noch mehr Wärme, aber nicht mehr Licht abgegeben wird? So etwas passiert fast gar nicht. Die Limits liegen bei den meisten Leuchtdioden weit genug unten, daß man nicht in die Sättigung kommt. > Die Datenblätter reichen hier leider von keine Angabe bis gar nicht erst > vorhanden. Gerade IR-LED sind oft für Pulsbetrieb spezifiziert. Wahrscheinlich schaust du einfach nur beim falschen Hersteller. Das China-Gelumpe ist in der Tat nur sehr spärlich spezifiziert. Das gilt aber für alle LED aus diesem Teil der Welt, nicht nur für IR. Gegenbeispiel: Osram Golden Dragon http://www.osram-os.com/Graphics/XPic5/00226780_0.pdf/SFH%204232A.pdf Nennstrom 1A. Max. Pulsstrom 2A. Im Diagramm \Phi vs. If auf Seite 3 gibt es noch keinen Knick in der Linie. Der Zusammenhang ist zwar leicht sub-linear, aber weit davon entfernt daß mehr Strom nur mehr Verlustwärme erzeugen würde. Platinum Dragon geht sogar bis 5A Pulsstrom (ebenfalls 1A Dauerstrich). Und auch da gibt es keinen signifikanten Abfall.
:
Bearbeitet durch User
Axel S. schrieb: > So etwas passiert fast gar nicht. Na ja, dazu muss man nicht mal weit gucken. https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A500/LED3MMSTGE_LED3MMSTGN_LED3MMSTRT%23KIN.pdf Bright Red bricht ganz schon ein.
MaWin schrieb: > Axel S. schrieb: >> So etwas passiert fast gar nicht. > > Na ja, dazu muss man nicht mal weit gucken. > https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A500/... > Bright Red bricht ganz schon ein. Yep. Es existiert also mindestens ein Gegenbeispiel. Genau so sollte die Kurve nicht aussehen. Allerdings fragte der TE explizit nach IR-LED...
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.