Ich möchte ein Einschlaflicht aus 10-15 weißen LEDs bauen (je 3,6 Volt, 20 mA). Sie sollen innerhalb von 30 Minuten von 100 % Helligkeit auf 0 % herunter dimmen. Und zwar ohne Flackern und ohne "Stufen". Auch kurz vor Dunkelheit sollen die LEDs möglichst weich in Dunkelheit übergehen.
GLEICH VORWEG:
Ich habe den Thread "Einschlaflicht mit LEDs - (sehr) langsames ausfaden, aber kein einfaden" aufmerksam gelesen, bin jedoch am Ende zu keiner Lösung gekommen.
Deshalb beschreibe ich meinen bisherigen Lösungsansatz hier:
Ich produziere mittels Soundsoftware eine Sinuswelle, deren Amplitude in 30 Minuten von 100 auf 0 % herunter geregelt wird.
Dieses Audiosignal führe ich in einen Audioverstärker, an dessen Ausgang die LEDs angeschlossen sind.
Der erste Test funktionierte im Prinzip, ABER der Dimmvorgang war nicht stufenlos, obwohl die Sounddatei, die ich während des Tests per Kopfhörer mithöre, stufenlos leiser wird.
Ich vermute, dass der Verstärker digital arbeitet und durch den Wandelvorgang Stufen in der Ausgangsspannung entstehen.
Nun dachte ich, warum wäre dies nicht viel einfacher mittels einer 1- oder 2-stufigen Transistorschaltung möglich? Ich weiß, macht man nicht wegen Verlustleistung, aber bei den 10-15 LEDs wären das doch gerade mal 0,7- 1,1 Watt Gesamtleistung, das müsste ein Transistor mit Kühlkörper doch überleben.
Was ich nicht will:
Lösung per Phasenanschnitt
Auch keine Arduino-Lösungen, da zu kompliziert für mein Hirn.
(Es sei denn, jemand hat einen per Copy/Paste einfügbaren fertigen Code zur Hand)
Nun die Fragen zu meinem Lösungsansatz:
Welcher Transistor würde diese Leistung aushalten?
Reicht ein Transistor oder müsste die Schaltung 2-stufig gebaut werden?
Wie würde eine solche Schaltung im Detail aussehen?
Welche Werte brauchen die weiteren Komponenten (Widerstände, Kondensatoren?
Kurz zu meinem Sachverständnis:
Ich kenne das ohmsche Gesetz, weiß was ein Widerstand, ein Kondensator und ein Transistor ist. Ich kann löten und Steckdosen anschließen :)
Aber bei großen Formeln, wo es um Sinuskurven, Delta und weiß der Kuckuck was zu berechnen gilt, komme ich nicht mit.
ABER der Dimmvorgang war nicht stufenlos, obwohl die Sounddatei, die ich
während des Tests per Kopfhörer mithöre, stufenlos leiser wird.
Ich vermute, dass der Verstärker digital arbeitet und durch den
Wandelvorgang Stufen in der Ausgangsspannung entstehen.
Nee, am Verstärker liegt das nicht.
1 (ein) Volt an der weissen LED: nichts, leuchtet nicht.
Bei Deinem Dimmvorgang schneiden die LEDs also selbst die letzte Dämmerungsphase ab, weil sie eben unterhalb der notwendigen Fluss-Spannung praktisch gar nicht mehr leiten.
Ich produziere mittels Soundsoftware eine Sinuswelle, deren Amplitude in
30 Minuten von 100 auf 0 % herunter geregelt wird.
Dieses Audiosignal führe ich in einen Audioverstärker, an dessen Ausgang
die LEDs angeschlossen sind.
Ich produziere mittels Soundsoftware eine Sinuswelle, deren Amplitude in
30 Minuten von 100 auf 0 % herunter geregelt wird.
Dieses Audiosignal führe ich in einen Audioverstärker, an dessen Ausgang
die LEDs angeschlossen sind.
Naja, es ginge übrigens noch umständlicher und schlechter funktionierend ;-)
Man kann auch z.B. einfach einen Kondensator aufladen und den dann als Referenzspannung für eine LED-Konstantstromquelle nehmen, die man mit einem JFET-OPV und einem Bipo aufbaut. Der LED-Strom nimmt dann entsprechend der Kondensatorspannung bis 0 hin ab. Im Anhang ein Prinzip-Beispiel.
An den Ausgang über Widerstände baust Du einen feinaugelösten nichtlinearen DA-Wandler. Der Ausgangsstrom steuert über einen Stromspiegel den Strom durch die Dioden.
Nichtlinear ist wichtig, weil die Empfindlichkeitskennlinie des Auges ist logarithmisch. Daher ist auch der Sinusverlauf für das was Du vorhattest ungeeignet.
Er hat einen Sinus verwendet, der gaaaanz langsam leiser wird. Um einen Audioverstärker und einen Computer als NF-Generator und -treiber verwenden zu können. Unkonventionell, aber lustig.
Er hat einen Sinus verwendet, der gaaaanz langsam leiser wird. Um einen
Audioverstärker und einen Computer als NF-Generator und -treiber
verwenden zu können. Unkonventionell, aber lustig.
Ahso... Na dann. Dazu reicht ein 555er locker aus. :)
Wie würde eine solche Schaltung im Detail aussehen?
Damit alle LED gleichmässig an Helligkeit verlieren, muss zrotz leicht unterschiedlicher Vorwärtsspannung durch alle derselbe Strom fliessen.
Das ergibt sich am leichtesten, in der alle in Reihe geschaltet werden, man braucht dann halt 40-60V.
Wenn man den Strom linear reduziert, also zu Beginn 20mA, nach 15 min 10mA und bei 30 min 0mA, entsteht nicht der Eindruck als ob es linear dunkler wird, weil das Empfinden logarithmisch ist.
Am einfachsten bekommt man eine logarithmische Hellugkeitsreduzierung hin, in dem man einen Kondensator über einen Widerstand langsam entlädt. 30 min sind recht lange, braucht gute Kondensatoren damit sie sich in der Zeit nicht selbst entladen. Nun ja, es gibt Goldcaps.
Welcher Baustein regelt nun den 20mA Strom mit fallender Kondensatorspannung langsam auf 0 ?
Leider halten die meisten keine 60V aus, und der AF186060V ist fur eher zu viel Strom.
Also selber bauen, aus OpAmp und MOSFET und einem shunt.
1
+60V -+-------------+-|>|-+
2
: : LEDs|
3
+---+--------|+\ | TN0610
4
| | | >--|I N-MOSFET
5
C R +--|-/ |S
6
| | | |
7
GND --+---+--R--+---------+
So ahnlich. Der C muss durch den Einschalter aufgeladen werden, aber nicht auf 60v sondern vielleicht 2.5V, die OpAmp braucht eine Stromversorgung, aber nicht 60V sondern vielleicht 12V, muss nur für den MOSFET reichen.
Ich möchte ein Einschlaflicht aus 10-15 weißen LEDs bauen (je 3,6 Volt,
20 mA). Sie sollen innerhalb von 30 Minuten von 100 % Helligkeit auf 0 %
herunter dimmen. Und zwar ohne Flackern und ohne "Stufen". Auch kurz vor
Dunkelheit sollen die LEDs möglichst weich in Dunkelheit übergehen.
Da braucht es halt eine hochauflösende PWM. Siehe LED-Fading. Mit 16 Bit kommt man sehr weit.
GLEICH VORWEG:
Ich habe den Thread "Einschlaflicht mit LEDs - (sehr) langsames
ausfaden, aber kein einfaden" aufmerksam gelesen, bin jedoch am Ende zu
keiner Lösung gekommen.
Weil der Op ein depperster Ignorant war.
Ich produziere mittels Soundsoftware eine Sinuswelle, deren Amplitude in
30 Minuten von 100 auf 0 % herunter geregelt wird.
Dieses Audiosignal führe ich in einen Audioverstärker, an dessen Ausgang
die LEDs angeschlossen sind.
So ein Käse.
Der erste Test funktionierte im Prinzip, ABER der Dimmvorgang war nicht
stufenlos, obwohl die Sounddatei, die ich während des Tests per
Kopfhörer mithöre, stufenlos leiser wird.
Ich vermute, dass der Verstärker digital arbeitet und durch den
Wandelvorgang Stufen in der Ausgangsspannung entstehen.
Nö. Zeig mal deine Schaltung.
Lösung per Phasenanschnitt
Macht auch keiner, sowas macht man bei Netzanschluß. Du hast ja eher ein Steckernetzteil.
Auch keine Arduino-Lösungen, da zu kompliziert für mein Hirn.
(Es sei denn, jemand hat einen per Copy/Paste einfügbaren fertigen Code
zur Hand)
Siehe oben!
Welcher Transistor würde diese Leistung aushalten?
Fast jeder 08/15 Typ. Kommt auch auf die elektrische Anordnung der 15 LEDs an. Man könnte 5 in Reihe + Vorwiderstand an 18-24V hängen, das Ganze 3x parallel.
Reicht ein Transistor
Ja.
oder müsste die Schaltung 2-stufig gebaut
werden?
Nein.
Wie würde eine solche Schaltung im Detail aussehen?
Siehe Anhang. Dazu noch ein wenig Software, die ist aber schnell geschrieben. Frag nochmal an, wenn du die Hardware aufgebaut hast.
Ich kenne das ohmsche Gesetz, weiß was ein Widerstand, ein Kondensator
und ein Transistor ist. Ich kann löten und Steckdosen anschließen :)
Aber bei großen Formeln, wo es um Sinuskurven, Delta und weiß der
Kuckuck was zu berechnen gilt, komme ich nicht mit.
Dann solltest du bewährte Konzepte nachbauen und nicht versuchen, das Rad neu zu erfinden.
Vielen dank für die zahlreichen, zum Teil sehr detailierten
sachdienlichen Rückmeldungen!
...Interessant und teils belustigend, teils beängstigend, was solch ein
Post für unterschiedliche Reaktionen und vor allem Interpretationen
auslöst...
Aber hier nun mein Experiment von Sonntagmorgen:
Angespornt durch die sachdienlichen Kommentare in diesem Thread und weil
ich (noch) nicht den Aufwand betreiben wollte, einen der hier
beschriebenen Vorschläge umzusetzen, lies ich es mir nicht nehmen, doch
noch meine Strategie weiter zu verfolgen. Deshalb habe ich kurzerhand
meine gute alte Logitech-Anlage aufgeschraubt (was ich eigt. tunlichst
vermeiden wollte) und damit ein Ergebnis erzielt, das meinen Ansprüchen
sehr nahe kommt.
Hier sieht man deutlich, dass dieser Verstärker keine (für mich
sichtbaren) Stufen im Signal ausgibt. Ich habe in meiner Musiksoftware
einen ungefähren (sehr groben) logarhithmischen Verlauf eingestellt und
ich finde, das Licht dimmt angenehm runter. Die Zeit wird nun natürlich
noch auf 30 Minuten ausgedehnt.
Das Flackern der LEDs im Video kommt lediglich von den Interferenzen
zwischen Videoaufnahme und meiner gewählten Frequenz der Sinuswelle von
80 Hz.
So, für alle die andeuteten oder behaupteten, solch eine Umsetzung ginge
nicht, wäre dies hiermit entkräftet. Manchmal kommt man mit kreativen
unkonventionellen Lösungen einfach schneller zum Ergebnis. ;)
Trotzdem danke an alle, die Lösung kommt oft nicht nur durch die
sachlichen Hinweise, sondern auch durch den Prozess selbst, während man
hier versucht, sein Vorhaben in Worte zu fassen und zu beschreiben.
Ein Hinweis noch, warum ich das baue:
Es geht nicht um ein Kind, das nicht einschläft, sondern um mich. Und
ich finde es auch so wie du, Michael B., dass das schlagartige
Ausschalten einer Beleuchtung auf mich als biologisches Wesen
unnatürlich wirkt. So quasi mit dem Auftrag an mein Unterbewusstsein,
"jetzt muss auf Knopfdruck geschlafen werden!". Also
experimentierfreudig wie ich bin, probiere ich nun, ob es mit dem
Dimmerlicht besser klappt. :)
So quasi mit dem Auftrag an mein Unterbewusstsein,
"jetzt muss auf Knopfdruck geschlafen werden!". Also
experimentierfreudig wie ich bin, probiere ich nun, ob es mit dem
Dimmerlicht besser klappt. :)
Und was machst du in der Zeit, während du im Bett liegst und die Leds dunkler werden?
Ich kann auch nicht schlagartig einschlafen, aber aufs Einschlafen zu warten, ist langweilig und hält mich eher wach.
Deshalb benutze als Einschlafhilfe den Fernseher. Irgendwann fallen mir die Augen zu, und ich kann als letzte Aktion per FB den Fernseher ausschalten.
Falls ich das nicht mehr schaffe, nicht schlimm, am Ende der Aufnahme schaltet der Fernseher auf Schwarz.
Fade-out 5 Stunden. Die 12V-Spannung ist aber zu knapp.
Naja, OK, wenn schon old school analog, dann halt mit einem MOSFET, der ist hochohmig genug. Aber auch damit hat man eine recht schlechte Reproduzierbarkeit, vor allem wegen des Leckstroms des Elkos.
Zunächst mal ist das Helligkeitsempfinden des menschl. Auges logarithmisch angelegt, auf Basis e (nat. Logarithmus), keinesfalls linear oder der Flanke eines Sinus folgend.
Hinzu kommt, dass wir zwei Arten von "Sensoren" auf der Netzhaut haben: Stäbchen (sehr viele, hochempfindlich, aber nur S/W) und Zapfen (deutlich weniger, differenzieren RGB, aber rel. unempfildlich). D.h. wenn es fast dunkel ist, liefern die Stäbchen den Helligkeitsreiz, wenn es heller wird, kommen die Zapfen dazu ...
Diese "Gemengelage" macht ein wirklich "softes" Dimmen und ohne veränderte Farbwahrnehmung gar nicht so einfach. Hier bietet sich das Ablegen einer geeigneten Funktion oder entsprechender "Stützwerte" in einem MC-Programm an.
Entsprechend dieser Kurve würde ich die LEDs mit PWM, deutlich über der Flußspannung, mit einem MC steuern. Höhere Auflösung als 8 Bit (256 Stufen) wäre sicher auch wünschenswert ...
Also, wenn's gut werden soll, geht das (mit absolut überschaubarem Aufwand) mit einem MC schon am Besten.
Höhere Auflösung als 8 Bit (256 Stufen) wäre sicher auch wünschenswert
...
Wenn das Licht noch hell ist, können gröbere Sprünge gemacht werden, aber wenn die LEDs fast nicht mehr leuchten, dann sieht man jedes einzeln gedimmte Helligkeits-Bit mit bloßem Auge. Da benötigt man schon eine extrem feine Abstufung.
16 Bit sind an dieser Stelle wirklich wünschenswert und auch dringend erforderlich (65.536 Stufen), sonst ärgert man sich hinterher nur schwarz.
Meinst du, dass bei meiner Methode ohne Diode die LEDs irgendwann bzw schnell
hinüber sind?
Ich dachte, die LED an sich ist doch schon eine Diode, lässt also nur in eine Richtung Strom fließen, in die andere weigert sie sich halt und damit ist gut...
diese Schaltung sieht interessant einfach aus, aber der Verlauf beim Abdimmvorgang wird vermutlich nicht logarithmisch sein oder?
Ich brauche eine ungefähr logarithmische Dämmerung
aber der Verlauf beim
Abdimmvorgang wird vermutlich nicht logarithmisch sein oder?
Ich brauche eine ungefähr logarithmische Dämmerung
Wie kommst du denn darauf? Du brauchst eine Simulation des natürlichen Dämmerungsverlaufs, das hat gar nichts mit dem logarithmischen Helligkeitsempfinden des Auges zu tun. Du müsstest also mal den Helligkeitsverlauf deiner bevorzugten Dämmerung aufnehmen und diesen dann einfach mittels LEDs nachbilden.
ich finde es auch so wie du, Michael B., dass das schlagartige
Ausschalten einer Beleuchtung auf mich als biologisches Wesen
unnatürlich wirkt.
Komisch, wenn ich meine Augen zumache, dann kommt zwar auch noch etwas Licht durch das Augenlid, aber trotzdem dürfte das ein plötzlicher Sprung von mehreren Größenordnungen sein.
Ist es "unnatürlich" seine Augen innerhalb einer Zehntelsekunde zuzumachen?
Statt aufwändiger Elektronik würde ich einfach einen Superkondensator (+
LED + Vorwiderstand) nehmen.
Wir haben früher Slotcars mit Goldcaps als konstante Beleuchtung ausgestattet.
Bei 4 Leds a 10-15mA hat das mehrere Minuten langsam abnehmend nachgeleuchtet.
Wäre also für eine Anwendung wo es am Anfang nicht noch 300 Lux im ganzen Zimmer sein soll durchaus als einfache Lösung machbar.
Meinst du, dass bei meiner Methode ohne Diode die LEDs irgendwann bzw
schnell
hinüber sind?
Kommt drauf an.
Ich dachte, die LED an sich ist doch schon eine Diode, lässt also nur in
eine Richtung Strom fließen, in die andere weigert sie sich halt und
damit ist gut...
Stimmt, aber die halten offiziell nur wenig Sperrspannung aus, so um die 5V.
Die gehen nicht gleich kaputt, sondern werden mit der Zeit schlechter.
Ich dachte, die LED an sich ist doch schon eine Diode, lässt also nur in
eine Richtung Strom fließen, in die andere weigert sie sich halt
Ist auch so. Aber die Spannung darf in Sperr-Richtung nicht beliebig hoch sein, sonst leitet sie doch irgendwann. Und dann brennt sie direkt durch, denn Spannungsabfall multipliziert mit Stromstärke ergibt Leistung/Wärme.
Der Haken ist, dass die konkrete Sperrspannung oft gar nicht spezifiziert ist. In der Ausbildung habe ich gelernt, dass sie immer größer als 7 Volt ist. Ich habe ein paar LEDs an meinem Labornetzteil mit 30 Volt getestet, keine wurde dabei leitend. Aber das war nur kurz angetestet, vielleicht geht das nicht dauerhaft.
Warum sollte die Spannung in Sperr-Richtung höher sein?
Die Sinuswelle, die an meinen LEDs anliegen, hat doch in "Fließrichtung" den gleichen Spannungshöchtswert wie in Sperrichtung der LED.
Oder hab ich da nen Denkfehler?
Ich dachte, die LED an sich ist doch schon eine Diode, lässt also nur in
eine Richtung Strom fließen, in die andere weigert sie sich halt
Ist auch so. Aber die Spannung darf in Sperr-Richtung nicht beliebig
hoch sein, sonst leitet sie doch irgendwann. Und dann brennt sie direkt
durch, denn Spannungsabfall multipliziert mit Stromstärke ergibt
Leistung/Wärme.
Der Haken ist, dass die konkrete Sperrspannung oft gar nicht
spezifiziert ist. In der Ausbildung habe ich gelernt, dass sie immer
größer als 7 Volt ist. Ich habe ein paar LEDs an meinem Labornetzteil
mit 30 Volt getestet, keine wurde dabei leitend. Aber das war nur kurz
angetestet, vielleicht geht das nicht dauerhaft.
Warum sollte die Spannung in Sperr-Richtung höher sein?
In Flussrichtung begrenzt die Diode, die Spannung die an ihr anliegt, selbst. Es liegt also da, zu keiner Zeit, die volle Spannung der Versorgung an. In Sperrrichtung .....
In Flussrichtung begrenzt die Diode, die Spannung die an ihr anliegt,
selbst. Es liegt also da, zu keiner Zeit, die volle Spannung der
Versorgung an. In Sperrrichtung .....
Die Idee mit dem Audioverstärker halte ich für nicht sinnvoll, aber er zeigt zumindest die Machbarkeit.
Zur Beurteilung müssten wir wissen, wie hoch die Spannung des Signals ist. Ich denke, die bleibt unter der Summe der LED-Sperrspannungen, dann geht tatsächlich nichts kaputt.
Dieser Aufbau ist lediglich ein kleiner Test dafür, ob dieses Licht mir überhaupt beim Einschlafen dienlich sein kann.
Wenn der in den nächsten Tagen/Wochenpositiv ausfallen sollte, dann würde ich für eine Dauerlösung zu einer der im Tread genannten Varianten greifen.
Die LEDs werde ich natürlich so hinter einer Folie platzieren, dass, falls eine platzt, nichts ins Auge geht
In Flussrichtung begrenzt die Diode, die Spannung die an ihr anliegt,
selbst. Es liegt also da, zu keiner Zeit, die volle Spannung der
Versorgung an. In Sperrrichtung .....
Die Idee mit dem Audioverstärker halte ich für nicht sinnvoll, aber er
zeigt zumindest die Machbarkeit.
Zur Beurteilung müssten wir wissen, wie hoch die Spannung des Signals
ist. Ich denke, die bleibt unter der Summe der LED-Sperrspannungen, dann
geht tatsächlich nichts kaputt.
Leds platzen nicht. Die leuchten rötlich und dann gar nicht mehr.
Schlimmstenfalls stinken sie noch.
Platzen würde ich das auch nicht nennen, explodieren passt da schon eher!
...
Wie man sehen kann, sind LEDs nicht für den (fast)direkten Betrieb an 230V~ geeignet. :D
Die beiden Leds sehen ja noch mechanisch intakt aus.
Was ist denn der geschmolzene Klumpen? War das auch mal eine Led?
Wo sehen die noch "mechanisch intakt aus"? Da ist das Silizium, spontan vom festen, in den gasförmigen Zustand übergegangen!
Der klumpen sollte mal ein 820kOhm Widerstand gewesen sein, war aber ein 8,2pF Kondensator, in Form eines Widerstandes.... Rosafarben!!!
Leds platzen nicht. Die leuchten rötlich und dann gar nicht mehr.
Schlimmstenfalls stinken sie noch.
Platzen würde ich das auch nicht nennen, explodieren passt da schon
eher!
...
Wie man sehen kann, sind LEDs nicht für den (fast)direkten Betrieb an
230V~ geeignet. :D
die 230V würde ich allein dem Steckbrett schon nicht zumuten wollen
die 230V würde ich allein dem Steckbrett schon nicht zumuten wollen
Ach quatsch, ich weis schon was ich tue.... :DDD
...
Das Steckbrett, packt das locker weg. Wenn dann sollte man sich um die Kabel sorgen machen, vor allem weil man die auch anfasst.
Wenn hier geschludert wurde, dann eher im fehlen eines eingeschleiften Glühobst, zu Strombegrenzung.
Eine weiße LED ist mir bei ETWAS mehr als der erlaubten Betriebsspannung explodiert/geplatzt, wie auch immer man diesen Vorgang bezeichen mag.
Habe leider kein Foto gemacht, aber das abgeplatzte Oberteil flog 1-2 Meter durch den Raum
Eine ... LED ist mir bei ETWAS mehr als der erlaubten Betriebsspannung
explodiert/geplatzt,
Allerdings gibt es nichts, was man bei (nackten!) LEDs als
"erlaubte Betriebsspannung (!)" bezeichnen könnte/sollte.
Weil man LEDs nun mal nicht an /Konstantspannung/ betreibt,
sondern an (zur LED passendem) Konstantstrom - wobei sich
eine Vorwärtsspannung (oder auch Flußspannung genannt)
ergibt.
Evtl. weißt Du das/hast Dich nur unglücklich ausgedrückt,
bzw. vergessen zu erwähnen, daß es sich um LED incl. R_vor
(bzw. ein komplettes Leuchtmittel zum Anschluß an konstante
Spannung - z.B. aus CV-Metzteilen oder auch der Steckdose)
handelte... aber geschrieben hast Du leider was anderes.
Fällt mir nicht leicht, mich immer zu 100% korrekt zu verschriftlichen. Sonst wäre ich Jurist oder Mathematiker geworden. Oh, siehste, schon wieder gelang es mir nicht ;)
Evtl. weißt Du das/hast Dich nur unglücklich ausgedrückt,
bzw. vergessen zu erwähnen, daß es sich um LED incl. R_vor
(bzw. ein komplettes Leuchtmittel zum Anschluß an konstante
Spannung - z.B. aus CV-Metzteilen oder auch der Steckdose)
handelte... aber geschrieben hast Du leider was anderes.
