Wieviele LED brauch ich um eine LED zu betreiben

OP #4322152
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Hallo,

ich bin gerade am experimentieren und mir erschließt sich nicht ganz, 
wieviele LED ich brauche, um eine 3mm low current LED (die ab 2mA 
bereits leuchtet) zum leuchten zu bringen.

Ich habe 4 LED die parallel hängen und davon 4 in Reihe und komme somit 
auf 10,25V (gemessen).

Aber der Strom scheint sehr gering zu sein. An meinem Multimeter messe 
ich gerade mal 1uA.

Die Frage ist also, wieviele LED braucht es, um eine LED zum leuchten zu 
bringen?

Viele Grüße
hasan
Gast #4322171
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Peter M. schrieb:
> Um eine LED zum leuchten zu bringen, braucht man genau eine LED, denn
> ohne LED kann auch nichts leuchten.

Wörtlich genommen, hast Du natürlich recht.
Aber der TO hat sich da wahrscheinlich
etwas unklar ausgedrückt.

Es ist ja keine neue Erkenntnis,
dass bei Beleuchtung aus einer LED
eine Spannung und damit auch ein Strom herauskommt.
Dann ist die Frage schon berechtigt und verdammt interessant.
Gast #4322199
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Hasan ­. schrieb:
> Die Frage ist also, wieviele LED braucht es, um eine LED zum leuchten zu
> bringen?

Wenn du nicht so eine trübe 2mA Funzel, sondern eine LED jenseits von 
10cd@20mA nimmst, reichen 100µA locker aus, um das als Leuchten zu 
bezeichnen. Und natürlich brauchst du anständig Licht zur Beleuchtung 
der "Photo"-LED. Was soll als Lichtquelle dienen?
#4322235
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Hasan ­. schrieb:
> Ich habe 4 LED die parallel hängen und davon 4 in Reihe und komme somit
> auf 10,25V (gemessen).
>
> Aber der Strom scheint sehr gering zu sein. An meinem Multimeter messe
> ich gerade mal 1uA.

Das ist schonmal nicht schlecht, aber ich denke, dass du die Schaltung 
in Richtung geringerer Spannung und höherer Strom ändern solltest, also 
2 in Reihe und 8 parallel.
Unter diesen Bedingungen könnte man das das Licht einer gleichartigen 
LED evtl. schon sehen, wenn man sie in in einen dunklen Kasten steckt, 
damit das Auge nicht durch die Umgebungshelligkeit geblendet wird.

Eine wichtige Rolle dabei spielt aber auch die Lichtquelle.
Da du 2,5V pro LED misst, vermute ich, dass du blaue LED verwendest und 
im hellen Sonnenlicht gemessen hast.

Wenn es bei diesen Bedingungen bleibt, würde ich mal aus zwei 
komplementären Transistoren und einem Elko eine Blinkschaltung 
zusammenrödeln. Deren Lichtblitze sollten auch in heller Umgebung zu 
sehen sein.
Damit du dabei nicht unnütz Strom an irgendwelchen Hochohm-Widerständen 
verbrätst, schlage ich vor, dass du einen der Transistoren invers 
betreibst. Dann "zündet" die Schaltung von allein, wenn die 
B-E-Durchbruchsspannung dieses Tansistors erreicht ist, also bei etwa 
5..7V.
Dannn reichen 5V "Leerlauf"spannung aber wohl nicht aus, sondern man 
sollte eine 3 x 5 Anordnung oder deine ursprüngliche 4 x 4 Matrix 
verwenden.
#4322240
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Hasan ­. schrieb:
> Die Frage ist also, wieviele LED braucht es, um eine LED zum leuchten zu
> bringen?

Hängt, oh Wunder, von der Effektivität der LED ab. Hocheffiziente LEDs 
haben einen 1000 mal höheren Wirkungsgrad als einfache 5mm LEDs, man 
könnte also sagen: Zwischen 4 und 4000000 LEDs werden benötigt.

Und ja, der Wirkungsgrad gilt auch rückwärts, LEDs arbeiten auch als 
Photozellen.

Natürlich muss man eine LED in der passenden Wellenlänge bestrahlen. 
Damit aus einer roten high Efficiency LED also belastbar Strom raus 
kommt reicht es nicht sie mit rot zu bestrahlen. Welche Wellenlänge 
optimal umgesetzt wird, hängt aber wieder von der LED ab.

http://www.merl.com/publications/docs/TR2003-35.pdf

Hier noch was zum Wellenlängenzusammenhang

http://electronicdesign.com/lighting/single-led-takes-both-light-emitting-and-detecting-duties
OP #4322264
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@Hp M:
Ich habe deinen Vorschlag mal umgesetzt. Im Anhang findest du das 
Ergebnis.

6.12V und keine nennenswerte Stromstärke.

Das Experiment ist gescheitert.

Ich komme zu der Schlussfolgerung, dass man relativ viele LED benötigt, 
um nur eine LED damit betreiben zu können. Als wirklichen Photovoltaik 
Ersatz (Solarzelle) kann ich mir LEDs nicht vorstellen.

Danke für die Kommentare.
Angehängte Dateien:
Gast #4322346
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Hasan ­. schrieb:
> Ich komme zu der Schlussfolgerung, dass man relativ viele LED benötigt,
> um nur eine LED damit betreiben zu können.

You don't say!?!

> Als wirklichen Photovoltaik-Ersatz (Solarzelle) kann ich mir LEDs nicht 
vorstellen.

Wieso; geht doch? Wirkungsgrad (speziell bei Bestrahlung im 
nicht-"richtigen" Frequenzbereich) ist eben schlechter.
Wenn man es nicht besser wüsste, könnte man fast denken, es gibt einen 
guten Grund, warum großflächig zur Energieerzeugung aus Sonnenlicht 
Solarzellen und keine LED-Arrays eingesetzt werden...
#4322419
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Hasan ­. schrieb:

> @Wolfgang, auf dem angehängten Bild siehst du meine Lichtquelle.

Grundsätzlich funktioniert ein solches Experiment nur, wenn Du zur
Beleuchtung LEDs verwendest, die die gleiche Lichtfarbe haben wie
Deine "Photodioden"-LEDs. Wenn Du also blaue LEDs als Sensor nimmst,
muss auch die Beleuchtung blau sein. Verwendest Du "weisse" LEDs
hast Du zusätzlich zum ohnehin schlechten Wirkungsgrad noch starke
Verluste durch den Leuchtstoff.
#4322479
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Harald W. schrieb:
> Grundsätzlich funktioniert ein solches Experiment nur, wenn Du zur
> Beleuchtung LEDs verwendest, die die gleiche Lichtfarbe haben wie
> Deine "Photodioden"-LEDs. Wenn Du also blaue LEDs als Sensor nimmst,
> muss auch die Beleuchtung blau sein.

Grundsätzlich ist das schon mal falsch und wurde extra schon erwähnt und 
wurde extra schon eine Dokument zu verlinkt,
aber das hält dich natürlich nicht davon ab noch mal bullshit zu 
erzählen.
#4322531
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Hasan ­. schrieb:
> 6.12V und keine nennenswerte Stromstärke.

Wenn du eine rote LED als Verbraucher nutzt, dann sollte sie eigentlich 
schon bei 1,6V leuchten. Eine grüne ab 2,1V oder eine weiße ab 2,4V.

Die hohe Spannung deutet darauf hin dass deine Verbraucher-LED falsch 
rum mit den LEDs die als Spannungsquelle dienen verbunden ist.

Du könntest ja eine 1MOhm Widerstand nehmen und den Spannungsabfall am 
Widerstand messen, dann z.B. einen 100k , 10k, 1k und alles in eine 
Tabelle eintragen und ein Diagramm erstellen.

Die LEDs werden eine maximale Spannung haben die sie erzeugen können, da 
sieht man dann wahrscheinlich ein Plateau. Je kleiner die Widerstände 
werden, desto größer wird der Strom und desto kleiner die Spannung.

Wenn man die Spannung und den Strom multipliziert kann man die Leistung 
bestimmen und wieder in eine Tabelle eintragen, so kann man dann die 
optimale Last bestimmen. Bei Solarzellen macht man das ja auch so, nennt 
sich Max-Power-Point.
#4322766
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F. F. schrieb:
> Versuche das doch mal mit Fototransistoren!

Die leuchten aber nicht.

So ganz nutzlos ist die Spannungsgewinnung mittels LED aber nicht.
In der Tat habe ich schon vor 25 Jahren einen Sperrwandler mit einem 12A 
Power-MOSFET, der aus einem einzigen grossen Si-Photolement versorgt 
wurde, mit Hilfe von drei hintereinandergeschalteten roten LEDs 
gestartet.
#4322879
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Hp M. schrieb:
> So ganz nutzlos ist die Spannungsgewinnung mittels LED aber nicht.
> In der Tat habe ich schon vor 25 Jahren einen Sperrwandler mit einem 12A
> Power-MOSFET, der aus einem einzigen grossen Si-Photolement versorgt
> wurde, mit Hilfe von drei hintereinandergeschalteten roten LEDs
> gestartet.

Dir ist schon klar, daß das eine ganz andere Anwendung ist? Denn du hast 
ja wohl mit den LED ein richtiges Fotoelement beleuchtet. Der TE 
hingegen will die LED an Stelle eines Fotoelements verwenden. Und ist 
jetzt ganz erstaunt daß das so schlecht funktioniert, daß es praktisch 
vollkommen unbrauchbar ist.

Ich weiß ja nicht, woher er überhaupt die blöde Idee hatte. Aber die 
Erkenntnis daß LED keine brauchbaren Solarenergiequellen sind, ist wie 
bereits geschrieben in etwa so revolutionär wie die Erkenntnis daß es 
nachts dunkel ist.
#4323041
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F. F. schrieb:

> Axel, trotzdem finde ich solche Versuche immer gut, wenn jemand sie
> macht und dadurch Erkenntnisse "erfährt".
> Das zeigt doch, dass er sich mit der Materie richtig auseinander setzt.

Naja, einige theoretische Überlegungen vorher sind trotzdem
zweckmäßig. Z.B. das "weisse" LEDs für einen solchen Versuchs-
aufbau eher nicht zweckmäßig sind. Oftmals ergibt ein solcher
Aufbau das Ergebnis: "Es geht nicht" obwohl es eher heissen
müsste: "Es geht deshalb nicht, weil ich einen unzweckmäßigen
Aufbau gewählt habe."
Gast #4323093
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Hasan ­. schrieb:
> 6.12V und keine nennenswerte Stromstärke.
>
> Das Experiment ist gescheitert.

das geht schon, man braucht nur noch einen großen Kondensator und einen 
Schalter. lange Laden, kurz leuchten.

Der wirkungsgrad ist tatsächlich erbärmlich, eine "richtige" Solarzelle 
ist wesentlich zieführender.
Gast #4323113
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F. F. schrieb:
> Axel, trotzdem finde ich solche Versuche immer gut, wenn jemand sie
> macht und dadurch Erkenntnisse "erfährt".
> Das zeigt doch, dass er sich mit der Materie richtig auseinander setzt.

Dann warten wir auf den Nächsten, der herauszufinden versucht wie viele 
Solarzellen notwendig sind, um eine Solarzelle zum leuchten zu bringen.
Gast #4323201
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MWS schrieb:
> F. F. schrieb:
>> Axel, trotzdem finde ich solche Versuche immer gut, wenn jemand sie
>> macht und dadurch Erkenntnisse "erfährt".
>> Das zeigt doch, dass er sich mit der Materie richtig auseinander setzt.
>
> Dann warten wir auf den Nächsten, der herauszufinden versucht wie viele
> Solarzellen notwendig sind, um eine Solarzelle zum leuchten zu bringen.

Das kann dauern, aber nicht solange bis von dir mal ein sinnvoller 
Beitrag kommt.
#4323571
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Bleibtreu schrieb:
>> Dann warten wir auf den Nächsten, der herauszufinden versucht wie viele
>> Solarzellen notwendig sind, um eine Solarzelle zum leuchten zu bringen.
>
> Das kann dauern, aber nicht solange bis von dir mal ein sinnvoller
> Beitrag kommt.

Vermutlich hat man das längst gemacht.
Si-Sperrschichten emittieren nämlich durchaus auch Licht, aber da es 
sich um einen indirekten Halbleiter handelt, ist die Wahrscheinlichkeit, 
dass bei der Ladungsträgerrekombination Photonen entstehen, sehr gering. 
Vielleicht nur 1 Millionstel dessen, was bei den für LEDs verwendeten 
direkten Halbleitern üblich ist. Überdies kann  man das entstehende 
IR-Licht natürlich nicht mit billigen Si-Photodioden nachweisen.
Dennoch gibt es dieses Restleuchten, und es wurde auch schon zur 
Diagnose von Schaltzuständen in ICs verwendet.

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