Hallo,
Ich muss 5 LEDs in Reihe schalten und brauche dazu eine
Konstantstromquelle.
Ich soll einen OPV verwenden und wollte 2 Widerstände anschließen.
Jetzt weiß ich nicht was für Widerstände.
Bei http://de.wikipedia.org/wiki/Konstantstromquelle hab ich die Formel:
I=U_e/R_M
gefunden und müsste doch demnach einen Widerstand R_M von 0,72Ohm
nehmen,
wenn mein Netzteil 15V (=U_e?) abgibt und meine LEDs bei 25mA leuchten
sollen?
Und dann gibts da noch einen zweiten Widerstand Rv, von dem ich
überhaupt nicht weiß, wie ich den berechnen soll...
Kann mir jemand helfen? Vielen Dank schonmal!
Hallo
wenn du die linke OP-Schaltung nimmst, dann mußt du Rv durch deine
LED-Reihenschaltung ersetzen.RM mißt dann den Strom. An den Eingang mußt
du jetzt aber eine konstante Spannung anlegen. Nehmen wir an, an RM soll
eine Spannung von 2V abfallen: I= 25mA => RM. Ohmsches Gesetz. So jetzt
mußt du noch die Eingangspannung auf 2V stabilisieren. Jetzt bist du
dran.
Rm = 80 Ohm?
Vielen vielen Dank auf jeden Fall!
Ganz versteh ichs trotzdem noch nicht:
Wie stabilisiere ich die Eingangsspannung denn auf 2V?? Warum 2V?!
Und ist es überhaupt klug ein Netzteil zu nehmen mit 15V?
Bei den LEDs fallen pro LED 2,1V ab. Also insgesamt 10,5V.
Ich hab keine Ahnung, ob ich auf dem richtigen Weg bin...
Hallo
die 2V sind willkürlich, aber gewählt weil der OP dann 2V von Masse weg
bleibt. Der Eingangsspannungsbereich eines OPs ist nicht beliebig. Siehe
Datenblatt. Bei den 10,5V + 2V von Gnd liegt man im mittleren Bereich.
Die Schaltung selbst ist eine spannungsgesteuerte Stromquelle, deshalb
die konstanten 2V. Du könntest z.B. eine LED über einen Vorwiderstand an
5V als Referenz nehmen. Dann mußt du den RM anpassen auf 2,1V. Es gehen
statt der LED auch 3 Dioden in Reihe= 3x ca. 0,65V. Hängt immer von der
Anforderung an.
Die 80R sind richtig berechnet.
Du könntest z.B. eine LED über einen Vorwiderstand an
5V als Referenz nehmen.
sollte heißen: Du könntest z.B. eine LED über einen Vorwiderstand an
15V als Referenz nehmen.
ok super, ich verstehs jetzt glaube ich!
hab gerade nachgelesen bei mir wären es 3V am Eingang.
Also komm ich auf 120 Ohm für den Widerstand Rm.
Insgesamt: Ich grounde den +Eingang, an den OPV-Ausgang lege ich meine
LEDs (als Rv), verbinde sie mit dem -Eingang und dahinter schließe ich
Rm = 120 Ohm.
Ginge das so?
Achso und jetzt muss ich noch die 3V stabilisieren, das hab ich noch
nicht ganz verstanden...
Wo (Also an welcher Stelle vom OPV) soll ich diesen Vorwiderstand + LED
anbauen?!
Hey,
also ich hab gestern das Schaltbild noch gar nicht gesehen.
Das ist doch jetzt wieder alles anders oder? Nicht wie bei wikipedia
(s.o) =D
Da bräuchte ich ja 3 zusätzliche Widerstände und nciht nur einen!
Ich find das Bild relativ verständlich, aber ich weiß trotzdem nicht,
wie ich mir die 3 Widerstände jetzt ausrechne...
R= U/I alle 120 Ohm? oder 40 Ohm? Tut mir leid für die blöden Fragen...
Wenn ich das wüsste, würd ichs jetzt genauso bauen =)
Vielen Dank für alles!
Hi!
@karadur
Bist du dir sicher das deine Schaltung immer anspringt?
Du hast keinen OV Typ angegeben. Bei nicht Rail 2 Rail Typen kann es zu
sehr eigenartigem Verhalten kommen wenn die Eingänge in die Nähe von
GND/Vcc kommen. Ich würde vermutlich so 100K von Vcc nach In+ machen
oder wenigstens ein C mit 100-470p.
Viel Erfolg, Uwe
wie wärs damit?
das rote wären dementsprechend meine leds oder?
und die widerstände stimmen?
und der 3V-Referenzkreis im Bild ist kein Bauteil oder doch?!
Das ist doch das selbe wie in Wiki die linke Schaltung - nur eben genau
anders herum gepolt.
Die 3V Referenz ist die genaue Spannung (hier gegen + geschaltet), von
der oben gesprochen wurde. Für geringere Ansprüche kannste eine Z-Diode
nehmen (3V gibt's eigentlich, üblicher sind aber wohl 3,3V, was Du auch
nehmen kannst). Jedenfalls ist es ein Bauteil. Und das rote ist die LED
- ja ;-)
Doch, das ist ein Bauteil. (Wenn Du nicht von anderwo her die stabilen 3
Volt herbekommst)
Eine Z-Diode käme da in Frage oder ein sog. Referenzelement.
MfG Paul
@karadur:
Irgendetwas fehlt in deiner Schaltung, nämlich die Referenz (oder ich
habe gerade ein Brett vor dem Kopf).
@Lauralein:
Deine letzte Schaltung sieht schon sehr gut aus. Als Referenzspannungs-
quelle (der 3V-Bubbel) kannst du Folgendes nehmen:
- Eine LED (wie von karadur vorgeschlagen)
- Eine Z-Diode (genauer)
- Eine integrierte Spannungsreferenz, z.B. TL431 (noch genauer)
Die genannten Referenzen haben zwar nicht genau die 3V, aber das kann
durch Anpassen von R1 erledigt werden.
Wenn die 15V-Versorgungsspannung ausreichend konstant ist (bspw. bei
einem stabilisierten Netzgerät) kannst du auch diese als Referenz
nehmen. Du ersetzt dann einfach den 3V-Bubbel durch einen 2,5kΩ-Wider-
stand.
>> Irgendetwas fehlt in deiner Schaltung, nämlich die Referenz (oder ich>> habe gerade ein Brett vor dem Kopf).
Ich gehe mal davon aus, daß die 5 in Reihe geschalteten LED die Referenz
darstellen sollen.
@yalu
die Schaltung stammt aus dem Tietze/Schenk. Dort wird statt der LEDs
eine Z-Diode verwendet. Der Trick besteht darin, dass die Dioden mit
einem stabilisierten Strom ( erzeugt in dem Vorwiderstand ) betrieben
werden. Die Schaltung stabilisiert sich quasi selbst.
Hallo
@Lauralein
Einige Kleinigkeiten müssen wir noch ändern. Der LM324 kann zwar typ.
40mA Sourcen aber nicht sinken. Deshalb muß die Anordnung wieder so wie
im ersten Post. LEDs nach GND. Deine 10k und 2k5 sind ok. Aber deine
600R nicht. Nimm mal 60R. Der 10k muß an +Ub. 2k5 an GND.
Noch eine Frage: warum brauchst du noch eine Konstantstromquelle, wenn
du eine Konstantspannung hast? 180R vor die LEDkette an 15V. Fertig.
@karadur
ok also deine schaltung von oben mit R1= 2,5kOhm, R2= 10kOhm, R3= 60
Ohm.
mach ich so!
jetzt nur noch eine frage: wie kommst du auf diese widerstände? wenn ich
jetzt zumbeispiel die LEDs mit 20mA leuchten lassen will, was dann?
und mir wurde irgendwie vorher gesagt ich soll das nicht nur mit
widerständen machen, weil ich sonst eine höhere spannungsquelle nehmen
müsste oder so... und dann dachte ich per stromregeldiode, die find ich
aber nicht bei conrad. also jetzt so =)
Hallo
bei einer konstanten Spannung hast du ( mal abgesehen von
Temperatureinflüssen ) einen konstanten Strom. Die LEDs haben, wie du
schreibst, einen Spannungsabfall von 10,5V. => an dem Widerstand müssen
4,5V abfallen. Aus dem Strom (25mA )und der Spannung erhälst du den
Widerstandswert. Für 20mA entsprechend. Der Aufwand mit dem OP lohnt nur
wenn die Spanng nicht konstant ist.
Die Widerstandswerte weiter oben waren für die Schaltung aus dem Wiki.
die 10k und die 2k5 machen deine 3V. Wenn ich eine Spannung am OP von
12V ( =15V -3V ) nehme, ist die Differenz zu 10,5V 1,5V mit einem Strom
von 25mA bekommt man dann die 60R
@karadur
> Die Schaltung stabilisiert sich quasi selbst.
Ah, jetzt hab ich's auch gesehen :)
Ja, die Schaltung ist ganz pfiffig, wenn die Versorgungsspannungsschwan-
kungen hoch sind (höher als die Schwankungen der Flussspannung der LEDs)
und man trotzdem eine zusätzliche Referenz in Form einer Z-Diode o.ä.
einsparen möchte.
Hallo nochmal, ich sitze immernoch davor =)
Ich hab doch noch was nicht verstanden, ich hab irgendwie Ucc im
Datenblatt des OPVs nachgelesen und das war minimal 3V, deshalb hab ich
behauptet das wären 3V Eingangsspannung, aber das ist falsch oder?
zweite frage: wie genau kommt man von 3V auf 2k5Ohm und 10kOhm?
Danke auf jeden Fall für alles!!
Muss das eigentlich nur OP und Widerstand sein oder darf auch ein
Transistor mitspielen? 25 mA kann man zwar aus einigen OP rausholen aber
es gibt auch viele Typen, die das nicht können. Ich denk da nur mal an
den MC1458 und so...ok, ich weiß auch nicht welche OPs "üblich" sind.
Der LM358 könnte ja wieder recht easy 25mA.
theoretisch könnte ich auch einen tranistor einbauen, aber das müsste
ich jetzt wieder ewig verstehen und ich will das jetzt eigentlich nur
einmal nur mit op und widerständen bauen, natürlich nur wenns möglich
ist...
Ist ja auch möglich nur mit nem OP-AMP und Widerständen...dann musst du
halt nur auf den OP-AMP achten, dass er den Strom auch treiben kann und
viel können die meisten halt i.d.R. nicht treiben.
Deine Antwort lässt vermuten, dass du scheinbar nicht richtig weißt wie
der OP als Stromquelle fungieren kann.
Ich bedien mich mal des Elektrometerverstärkers wie er bei Wikipedia
gezeichnet
(http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Noninverting_Amplifier.svg) ist und
ersetze R2 durch die LED:
Da in die Eingänge eines OP idealer Weise keine Ströme hinein fließen
fällt Ue an R1 ab. Dies hat zur Folge, dass durch R1 auch ein Strom
fließen muss in der Größe Ir1=Ue/R1. Aus einem Eingang eines OPs fließt
aber auch kein Strom, der Strom Ir1 muss aber irgendwoher kommen. Wenn
also nicht aus dem negativen Eingang dann kann er nur aus dem Ausgang
des OPs kommen. Und von da aus geht es nach R1 also nur über die LED.
Der OP wird also seinen Ausgang dahin steuern (sofern die
Betriebsversorgung des OPs das zulässt), dass durch die LED auch der
Strom Ir1 fließen kann und nur Ir1.
Mit Ue und R1 also kannst du den Strom einstellen, der durch die LED
fließen soll.
Mit Transistor geht es ähnlich, man misst über den Messwiderstand den
Strom und lässt den OP den Transistor so steuern, dass dieser den
gewünschten Strom auch fließen lässt. Der Transistor dient hierbei dann
als gesteuerter Widerstand. Schaltung hierzu mal aus einem anderen
Beitrag (Beitrag "LED Konstantstromtreiber mit Op-Amp und Transistor") geklaut:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/20910/Stromquelle.PNG
Der Vorteil ist hierbei halt, dass man deutlich höhere Ströme damit
erzeugen kann als sie gewöhnliche OP-AMPs liefern können.
Hallo
Der OP muß mit 15V Versorgt werden. Deine LEDs sind RV. RM hatten wir ja
schon mit 120R. Heißt wenn 3V an RM anliegen fliessen deine 25mA. Der OP
vergleicht die Spannungen an den beiden Eingängen + und -. Er versucht
den Ausgang so einzustellen das die Differenz 0V wird. Heißt du brauchst
3V am +Eingang. Also nehmen wir einen Spannungsteiler und machen uns aus
15V die 3V. Mit 10k und 2k5 erhälst du die 3V.
Ihr verwirrt mich grad wieder ein bisschen... =)
Jetzt schlagt ihr wieder die Wikipedia-Schaltung vor, wo die LEDs direkt
am OPV-Ausgang liegen und der Spannungsteiler (danke für die
Erklärung!!) am +Eingang liegt. Dann bin ich auch wieder bei 120R, ok.
Es ging mir jetzt aber eigentlich um diese von karadur vorgeschlagene
Schaltung von Tietze/Schenk. Wo die LEDs gegroundet werden.
Da kam ich auf R3= 60R
Ist es jetzt egal, ob ich den Spannungsteiler an den + oder -Eingang
lege?
Danke!
Ist der Unterschied zwischen den beiden Schaltungen (Wikipedia +
Tietze/Schenk), dass die eine von der "invertierenden" und die andere
"nichtinvertierenden" Grundschaltung ausgehen?
Hallo
zur Tietze/Schenk Schaltung. Deine LEDs brauchen 10,5V bei 25 mA. => Der
Ausgang des OPs muß eine Spannung liefern die > 10,5 V ist. Da die
meisten OPs nicht bis an die Versorgung steuern können, wählen wir 12V.
=> R3= (12V-10,5V)/25mA = 60R. Nimm 68R.
Die Spannung am anderen Eingang muß ebenfalls 10,5V werden. Da wir nicht
mehr viel Stromreserven haben wird der Spannungsteiler hochohmig
gewählt.
Das Verhältnis der Widerstände ist 1:7. Nehmen wir also 10k=R2 und
68k=R1.
So sollte es gehen.
Perfekt, danke!
Und vorher kamen wir auf 2k5, weil wir mit 15V und Ue=3V gerechnet
haben, nehme ich an... und jetzt rechnen wir mit 12V und Ue=10,5V.
Ich nehme übrigens die Formel Ue = (Uges*R1)/(R1+R2) -->
Spannungsteiler, dann funktioniert das.
Tausend Millionen Dank!
Aber morgen fällt mir bestimmt wieder eine neue Frage ein......
Noch eine Frage:
Mit "Die Spannung am anderen Eingang muß ebenfalls 10,5V werden."
(karadur) ist die Spannung am -Eingang gemeint, oder?
Warum muss die nicht 12V werden? (ich versuche mir gerade logisch zu
erklären, wie dieser OP funktioniert, er bildet doch die Differenz
zwischen den beiden Eingängen und gibt es am Ausgang wieder aus oder hab
ich das schon ganz falsch verstanden?)
Und noch eine (warhscheinlich blöde..) Frage: Müsste sich die
12V-Spannung am Knotenpunkt direkt nach dem OP-Ausgang nicht aufteilen
(einmal Richtung -Eingang und Richtung LEDs) und dann wäre gar nicht
genug Spannung da für die LEDs?
Hallo
ein OP verstärkt die Differenz an den Eingängen mit seiner
Leerlaufverstärkung ( Open-Loop-Gain ). Die Beschaltung des OPs macht
die Funktion aus. Hier ist der OP Gegengekoppelt. Heißt ein Teil der
Ausgangsgröße wird auf den - Eingang geführt. Dadurch wird die Differenz
( so möglich ) auf 0 ausgeregelt. Bedeutet die Spannung an den Eingängen
sind gleich.
Wir wollen einen Strom durch die LEDs von 25mA und wissen es fällt eine
Spannung von 10,5 V ab. Bei der Schaltung ist der - Eingang mit diesem
Punkt verbunden. Also muß der + Eingang auch auf 10,5V. Macht der
Spannungsteiler R2,R1. Bleibt noch R3. Der Strom durch R3 erzeugt einen
Spannungsabfall. Der Ausgang des OPs erzeugt eine Spannung die für die
10,5V an den LEDs sorgt. Da wir gesagt haben das soll bei 12V Ausgang
sein ergibt sich R3 zu (12V -10,5V)/25mA. Wir könnten das auch mit 13V
machen, dann wird R3 eben (13V -10,5V)/25mA=100R.
Lies dir am besten noch mal den Wikipediaeintrag zum Thema OPamp durch.
Die Spannung am Ausgang des OPs teilt sich nicht auf. Wohl aber der
Strom. Deshalb die hochohmige Auslegung von R1 und R2.
"Bei der Schaltung ist der - Eingang mit diesem
Punkt verbunden. Also muß der + Eingang auch auf 10,5V."
Andersrum oder? -Eingang durch Spannungsteiler auf 10,5V und +Eingang
ist direkt mit LEDs verbunden!
Vielen Dank nochmal für die geduldigen Antworten! Ohne Hilfe wäre das
total schief gelaufen =)
