PWM vs. Widerstand / Poti - sparsamere Dimmung einer LED?

Hallo Ihr,

kurze Frage: Wenn ich z.B. eine LED mit einem Potentiometer oder einem 
Widerstand runterdimme, sinkt dann auch die Energieaufnahme des Systems 
oder bleibt der Energieverbrauch gleich weil der überschüssige Strom nur 
in Wärme umgewandelt wird?

Danke & Grüße,
ein Einsteiger

Keine Hausaufgabe, Hobby ;)

Also ich würde ja denken die Energieaufnahme sinkt, weil sonst würde in 
jedem Gerät die Energieaufnahme ja nur vom Innenwiderstand der Batterien 
/ Akkus bestimmt...

Was macht der Strom beim Dimmen?
Was macht die Spannung der Spannungsquelle?
Wie wird die Energieaufnahme (=Leistung) berechnet?

Fragen über Fragen.

Bitte mir würde eine kurze Bestätigung meiner Annahme reichen! Ich hatte 
mir nur gerade Gedanken gemacht ob es überhaupt sinnvoll ist diese 
Dimmung einzubauen wenn ich dabei kein Akkus spare...

Nein diese Regeln sind mir leider nicht bekannt und ich will mich damit 
jetzt auch nicht beschäftigen. Hausaufgaben habe ich lange hinter mir, 
dies hier ist aber nicht mein Fachgebiet. Ich bin nur Anwender. Also 
habt Euch nicht so, oder ist die Antwort nicht so einfach?

Danke schonmal bis hierher, ich habe die Frage hier: 
Beitrag "PWM vs. Widerstand / Poti - sparsamere Dimmung einer LED?" nochmal präzisiert.

Ja, habe es ja extra verlinkt ;-) Ich denke ich war bei der Analog 
Technik falsch, ich weiß ja nicht was da für Glaubenskriege Digital / 
Analog geführt werden :)

LEDs betreibt man üblicherweise mit Konstantstrom.

Wenn du in Serie mit den LEDs ein Poti schaltest, ändert die 
Potistellung (innerhalb des Regelbereichs der KSQ) die Helligkeit nicht, 
sondern erhöht nur die Verlustleistung.

Yay! Crosspost!

Damit's nicht so langweilig wird, kriegt dieser Thread auch etwas Senf 
ab.


Leds (zu Beleuchtungszwecken, kleine 2mA Low-Current Signalleds sind mir 
Schnuppe) Betreibt man an Konstantstromquellen.

Dimmen entweder über PWM oder über Änderung des Stroms.

LEDs ändern ihre Farbtemperatur mit dem Strom. D.H. bei vielen 
Anwendungen ist PWM besser, da farbkonstant.
Aber: Bei schnellen Bewegungen kann das PWM-Flimmern stören.
Da ist dann Ändern des Stroms besser.


Wenn die KSQ als Schaltnetzteil ausgeführt ist, geben sich beide Wege 
vom Wirkungsgrad nicht viel.

Herzlichen Dank an Planlos für die Antwort!

Vielen Dank auch hier an Planlos!

Planlos schrieb:
> LEDs betreibt man üblicherweise mit Konstantstrom.
>
> Wenn du in Serie mit den LEDs ein Poti schaltest, ändert die
> Potistellung (innerhalb des Regelbereichs der KSQ) die Helligkeit nicht,
> sondern erhöht nur die Verlustleistung.

Wenn die LED allerdings an einem simplen Vorwiderstand statt einer KSQ 
betrieben wird (was durchaus üblich ist), dann ändert sich die 
Helligkeit sehr wohl mit der Potistellung.

Was ist eigentlich an dem letzten Satz vom Untertitel dieses Forums so 
schwer zu verstehen?

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Forum: Projekte & Code

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... Bitte hier keine Fragen posten!

Neuling12345 schrieb:
> Wenn ich z.B. eine LED mit einem Potentiometer oder einem
> Widerstand runterdimme, sinkt dann auch die Energieaufnahme des Systems
> oder bleibt der Energieverbrauch gleich weil der überschüssige Strom nur
> in Wärme umgewandelt wird?

Das kommt drauf an, wie das Poti verschaltet ist. Als Parallelshunt zur 
LED kann es die Stromaufnahme erhöhen, falls die LED nicht an einer KSQ 
betrieben wird. Leistung ist Spannung * Strom, elektrische Energie ist 
Leistung * Zeit.

Energie wird übrigens nicht verbraucht, sondern allenfalls in eine 
andere Energieform umgewandelt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz

Die LED hat ungefähr eine konstante Spannung. Am Widerstand fällt daher 
ebenfalls eine ungefähr konstante Spannung ab.

Durch den Widerstand regelst du den Strom. Bei 1/10 des maximalen Strom 
hast du also auch ungefähr 1/10 der Leistungsaufnahme.

Denn die Leistung ergobt sich aus Strom * Spannung.

P=I*U

Stefan U. schrieb:
> Bei 1/10 des maximalen Strom
> hast du also auch ungefähr 1/10 der Leistungsaufnahme.

1/100 da I^2*R

Poti:
die Energieaufnahme sinkt UND wird zum teil in Wärme umgewandelt.

PWM:
die mittlere Energieaufnahme sinkt. Ein kaum nennenswerter teil wird in 
Wärme umgewandelt.

Bitte halte dich von Netzspannung fern.

Gruß

Wenn du den Strom durch eine LED mit einem Widerstand regelst, hast du 
einen gewisen Prozentsatz Verlustwärme.

Durch Änderung des Widerstandes regelst du die Helligkeit. Die relative 
Verlustwärme (in Prozent) bleibt dabei ungefähr konstant. Halber Strom 
-> Halbe VerlustLeistung.

Wenn das Netzteil 12V liefert und an den LED's 10V abfallen, dann hast 
du ca. 16% Verlustleistung.

Egal ob mit oder ohne einstellbarer Helligkeit, kann man mit einem 
Schaltregler die unter Umständen die Verlustleistung reduzieren. Dazu 
muss der Schaltregler "besser" sein, als die Verluste durch den 
Widerstand.

Um beim obigen 10V/12V beispiel zu bleiben: Du müsstest also einen 
Schaltregler suchen, der bei 12V Eingangsspannung die 10V LED-Kette mit 
dem gewünschten Strom betreibt. Dabei muss sein Wirkungsgrad stets 
besser als 84% sein, sonst lohnt sich der Aufwand nicht.

Ist also ziemlich knapp. Bei einer größere Spannungsdifferenz sind 
Schaltregler den einfachen Widerständen deutlicher überlegen.

Du hast allerdings nach PWM gefragt, also die LED's pulsieren ein und 
aus schalten. Da der Strom nur in der ein-Phase fließt, hast du auch nur 
in diesen Zeitabschnitten Verlustleistung im Stromregler bzw Widerstand.

Wenn das Puls/Pausen Verhältnis 50% ist, fließt der Strom nur in der 
Hälfte der Zeit, die Verluste reduzieren sich daher auf die Hälfte.

Um die gleiche Helligkeitsregelung mit einem größeren Widerstands ohne 
PWM zu erreichen, müsstest du die Stromstärke halbieren, also den 
Widerstandswert verdoppeln. Der Spannungsabfall bleibt (ungefähr) der 
gleiche. Halber Strom * gleiche Spannung ergibt halbe Verlustleistung.

Fazip: Wenn der Strom durch die LED's durch einen Widerstand geregelt 
wird, dann ist eine helligkeitsregelung via PWM nicht besser, als 
einfach einen einstellbaren Widerstand zu benutzen.

Wenn du wirklich den die Verluste minimieren willst, dann nimm ein 
Schaltnetzteil, welches einen einstellbaren Ausgangsstrom liefert. Dann 
entfällt nämlich der unvorteilhafte Widerstand.

> 1/100 da I^2*R

Diese Formel passt hier nicht, da an den LED's und an dem Widerstand 
eine annähernd konstante Spannugn abfällt. Die Formel wäre nur gültig, 
wenn der Widerstand alleine (ohne LED's) an die konstante 
Spannungsversorgung angeschlossen wäre.

> PWM: die mittlere Energieaufnahme sinkt. Ein kaum nennenswerter
> teil wird in Wärme umgewandelt.

Das trifft nur zu, wenn die LED's OHNE Vorwiderstand betrieben werden. 
Mit Vorwiderstand hast du eine annähernd konstante relative 
Verlustleistung von z.B. 16% am Widerstand, die ändert sdich auch bei 
PWM Ansteuerung nicht.

Hingegen haben übliche Schaltnetzteile um 20% Verlustleistung - kaum 
nennenswert fände ich Werte um 1%.