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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LED Kennlinie: gepulster Betrieb/mehr Strom = mehr Helligk.?


Autor: Adam (Gast)
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Anbei die Strom-Helligkeits-Kennlinie einer TA12-11HWA Matrix-Anzeige. 
Für Multiplexbetrieb hatte ich eigentlich vor, mit entsprechendem 
Tastverhältnis (Laut Datenblatt 1/10, 0.1ms Pulslänge) zu multiplexen, 
bei max. 150mA.
Aber anscheinend bringt's das wohl nicht, oder?

Autor: Klaus2m5 (Gast)
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Die Helligkeit der LED entspricht vereinfacht dem Effektivwert des 
Stroms, also 1/10 von 150mA=15mA. Allerdings steigt bei höherem Strom 
die Durchbruchsspannung der LED etwas an, so dass die Leistung der LED 
etwas höher ist (U*I).

Aber Vorsicht! Auch bei gepulstem Strom gibt es Maximalwerte in 
Abhängigkeit von der Impulsdauer und Betriebstemperatur, so dass der 
Effektivwert des Stroms immer geringer ist als der maximal zulässige 
Dauerstrom.

Gruß, Klaus

Autor: Christian Schoch (kriki)
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Effektivwert ist schon geringer, das stimmt schon, NUR:

Der Sinn des Pulsens ist, dass man (kurzzeitig) einen Höheren Strom und 
somit eine höhere Helligkeit bekommt. Vom Effektivwert her ist man 
unterhalb der Helligkeit vom Dauerstrom. Wenns da nicht sowas wie die 
Trägheit des Auges geben würde.
Durch diese Trägheit erscheit die LED heller als beim Dauerstrom, 
gewisse mindestfrequenz vorausgesetzt, ansonsten flackerts.

Bei den meisten Datenblättern von LEDS gibts einen eigenen Absatz zu 
gepulstem Betrieb (max. Strom, max.Ein und min. Ausschaltdauer, ...).

Autor: Adam (Gast)
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Ok, Problem erkannt:
Ich habe mich gefragt, was der hohe Pulsstrom überhaupt bringt, wenn auf 
der Kennlinie schon bei 30mA Schluss ist. Aber:
Ich fasse zusammen:
 - Das Diagramm ist für Dauerstrom relevant
 - Annäherungsweise kann man vom Effektivwert des Pulsstromes ausgehen
   (Helligkeit praktisch linear proportional zum Strom, aber abhängig
    von Temperatur)

Warum die Wahrnehmung aber 'heller' ist, als Dauerstrom, verstehe ich 
nicht - wo finde ich eine Erklärung?
Die Trägheit des Auges integriert dann wohl den 'Lichtstrom' nicht zum 
'Lichtstromeffektivwert', sondern geht ein bißchen in Richtung 
Impulslichtstrom?

Autor: Reinhard Pölzleithner (carnival)
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Der geposteten Kennlinie nach wirds net viel bringen aber wie Christian 
schon geschrieben hat, wenns im Datenblatt einen Absatz für den 
gepulsten Betrieb gibt dann kannst dich an die Werte dort halten

Auf die Temperatur würd ich in diesem Fall aber dann gut achtgeben.

Zum Thema Wahrnehmung: das Auge registriert den hellen "Blitz" den eine 
LED bei einem Puls aussendet aber nicht die Pause dazwischen.
Wenn die Pulse in entsprechender Geschwindigkeit kommen dann nimmst du 
nur mehr ein konstantes helles Leuchten wahr. Ist vielleicht ein bischen 
so wie bei einem Stroboskop. Das gibt auch über eine kurze Zeit einen 
sehr hohen Lichtstrom ab.

Autor: Hagen Re (hagen)
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Bist du schon mal geblendet worden ? Wie lange hat es gedauert das du 
geblendet worden bist und wie lange hat es gedauert bis dieser 
Blendeffekt wieder weg war ? Das Auge kann quasi die "Licht-neuronen im 
Hirn" bei großer Helligkeit schneller aufladen als wieder entladen. Die 
langsamme "Entladekurve" überbrückt dann die Dunkelphase der LED.

Diesen Effekt hast du bei allen Nervenzellen in unserem Körper, es ist 
das Aktivierungspotential eines Neurons, eine Funktion die man auch oft 
als Sigmoid-Funktion bezeichnet. Schneller Anstieg des Potentials lösst 
einen Reiz aus danach fällt die Kurve langsam ab.

Die Wahrnehmung von Licht ist also eben nicht objektiv, keine 
proportionale Kurve zur effektiv abgestrahlten Energie.

Wissenschaftliche Abhandlungen dazu wird man aber kaum finden, ich habe 
mich auch schon tot gesucht.

Gruß Hagen

Autor: Sven Johannes (Gast)
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Moin...

Ist "eigentlich" kein Problem, das Thema wird im Talbot'schen Gesetz, 
bzw, dem Talbot-Plateauschen Satz behandelt.

Allerdings spielt da eine gehoerige Portion Physiologie mit rein und DAS 
ist dann nicht mehr einfach zu ueberblicken.

Bewegt man sich allerding im Bereich einiger kHz gilt (fast) das die 
empfundene Helligkeit der mittleren entspricht.

--
SJ

Autor: Daniel M. (usul27)
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> Wissenschaftliche Abhandlungen dazu wird man aber kaum finden, ich habe
> mich auch schon tot gesucht.

Und genau deswegen finde ich es interessant, wie viele Leute hier im 
Forum genau zu wissen scheinen, wie das Auge Lichtreize aufnimmt. Ich 
gehe nämlich mal davon aus, dass die wenigsten hier Medizin oder 
Biologie studiert haben. Bleibt also asl Ergebnis das, was man selbst 
"logisch" findet. Nur ist das, was der Laie als "logisch" empfindet 
leider oftmals nicht korrekt :(
Kann man also nicht einfach aufhören zu spekulieren und mal sagen: 
"Keine Ahnung"?

Autor: Adam (Gast)
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Ok, jetzt habe ich einen Überblick. Danke!

Autor: Klaus2m5 (Gast)
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> Ok, jetzt habe ich einen Überblick. Danke!

Nach der vorhergehenden Märchenstunde glaube ich das eher nicht! Ich 
habe schon mehrere gemultiplexte LED Displays realisiert (80Hz, 1/8 
dutycycle) - Keine LED leuchtete jemals heller als im Gleichstrombetrieb 
(mit gleicher effektiver Leistung)!

Gruß, Klaus

Autor: Klaus2m5 (Gast)
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P.S.:

Mir ist gerade noch was eingefallen zu dem Thema: Sollte das Auge 
tatsächlich nur den hellen Puls wahrnehmen, wieso funktioniert dann eine 
Helligkeissteuerung der LEDs per Pulsweitenmodulation???

Autor: Dirk (Gast)
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@Klaus2m5: Vielleicht, weil man per PWM nicht die Helligkeit der 
Einzelpulse, sondern nur deren Länge variiert?

Autor: Klaus2m5 (Gast)
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@Dirk: 100 Punkte!

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