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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik leistungs-LED Flasher


Autor: Maik (Gast)
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Hi,

ich wollte eine LED mit 70mA mittels Kondensator aufblitzen lassen.

Die genaueren Werte für Widerstand und Kapazität kommen noch.

Bedingung: Die LED soll normal leuchten, und auf Knopfdruck extrem hell 
aufblitzen. Sie soll so einfach wie möglich aufgebaut sein und zur 
verfügung stehen bipolare Transistoren wie der BC547 da.

Problem bei der Schaltung: Wenn der Kondensator mit der LED 
kurzgeschlossen wird, fließt auch der Ladestrom für den Kondensator 
durch die LED. Dies soll verhindert werden. deswegen steht da ein BC547 
mal so ahnungslos.

Idee wie man den Ladestrom unterbrechen könnte sobald die LED aufblitzt, 
bzw der Schalter betätigt wird?

: Verschoben durch Admin
Autor: Eddy Current (chrisi)
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Das mit dem Transistor ist ja schon mal nicht schlecht. Überlege Dir mal 
etwas, wo der Taster/Kondensator an der Basis des Transistors herum 
fuchtelt. Stichwort: Kondensator über die Basis entladen. Die 10 Ohm am 
Kollektor "könnten" Sinn machen.

Autor: Maik (Gast)
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So, habe jetzt Ube von Uc genommen. Jedoch komme ich an der Verbindung 
zum Kondensator (Heftzwecke) nicht weiter. Was muss ich da machen (Diode 
irgendwo einsetzen?)?

Autor: Armin (Gast)
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ganz anderer Ansatz:

Frage: wie soll der Kondensator die LED heller blitzen lassen, wenn 
seine Spannung höchstens Batteriespannung sein kann?
Antwort: Er braucht einen anderen Vorwiderstand.

nächste Frage: Wofür eigentlich den Kondensator? Wenn man mit dem Taster 
einfach den Widerstand verkleinert, wird es doch auch heller.
Antwort: Dann blitzt es aber nicht, sondern es ist so lange heller, wie 
die Taste gedrückt ist.


@Schaltplan:
Wenn der Taster gedrückt ist, entsteht ein Widerstand von 37,5 Ohm, der 
dann langsam abfällt, bis die LED wieder normal leuchtet. Zeitkonstante 
sind 30ms.
Mit R3 wird der Kondesator wieder entladen für den nächsten Blitz. 5k 
--> 1sek. Kann man auch niedriger wählen, aber nicht zu nahe an den 150 
Ohm, weil sonst der Kondesator ständig "etwas" überbrück ist.
Mit nem Transistor lässt sich sicher auch etwas bauen, dass der 
Kondensator kleiner werden darf (nF-Größenordnung), aber so ist's am 
einleuchtendsten.

Nur mal n Vorschlag von mir; bin analog nicht wirklich bewandert; hoffe 
das klappt so ;)

Die Widerstände kann man eh erst mit den LED-Daten richtig wählen

Autor: Micha H. (mlh) Benutzerseite
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Maik schrieb:
> So, habe jetzt Ube von Uc genommen.

Der Transistor wird sich über soviel Basisspannung (und Strom) freuen!
Aber nur einmal.

Autor: Maik (Gast)
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Maik schrieb:
> Bedingung: Die LED soll normal leuchten, und auf Knopfdruck extrem hell
> aufblitzen.

 Armin, das hast du wohl übersehn. ;)

Autor: Armin (Gast)
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warum?

Autor: Maik (Gast)
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ach mist, meinte was anderes. Problem ist hierbei nun nur noch, dass der 
Ladestrom größer als der LED-Strom ist und bei betätigen des Schalters 
(bei Dir) fließt der Ladestrom parallel zum LED-Strom zur LED.

dies soll verhindert werden. das ist die problematik dabei.

Autor: Armin (Gast)
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Verstehe ich nicht. Der Ladestrom IST der Zusatzstrom durch die LED, 
wenn's blitzen soll. Wenn der C voll ist, wird die LED wieder so dunkel 
wie vorher.

So gesehen ist der Ladestrom sogar kleiner als der LED-Strom, da alles, 
was durch die LED geht auch LED-Strom heißen sollte :P

Autor: Maik (Gast)
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in meinem fall aber nicht ;)

Autor: Christian T. (shuzz)
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Blöde Frage zur Schaltung von Armin (bin analog auch nicht so der Held):
Sicher, dass die LED dadurch heller leuchtet? Der Ladestrom fliesst doch 
in den Kondensator und nicht mehr durch die LED oder?

(OK, über den 5k Widerstand wird etwas zusätzlicher Strom fliessen, aber 
das ist ja vernachlässigbar...)

Autor: Maik (Gast)
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mein problem ist immernoch, dass der C Ladestrom nie durch die LED 
fließen darf. Da I_Led-max < I_C-ladestrom !

Autor: Philipp Burch (philipp_burch)
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Christian T. schrieb:
> Blöde Frage zur Schaltung von Armin (bin analog auch nicht so der Held):
> Sicher, dass die LED dadurch heller leuchtet? Der Ladestrom fliesst doch
> in den Kondensator und nicht mehr durch die LED oder?

Der Ladestrom fliesst "durch" den Kondensator. Im ersten Moment nach dem 
Betätigen hat der Kondensator eine Spannung von 0V (Er ist entladen). 
Dadurch hängt nun parallel zum normalen LED-Vorwiderstand R2 der 
Blitz-Widerstand R1. Der Strom durch R1 wird nun aber sofort dazu 
beitragen, dass der Kondensator aufgeladen wird. Dadurch wird die 
Spannung über dem Kondensator immer grösser und der Spannungsabfall über 
R1 demnach immer kleiner. Daher nähert sich der Zusatzstrom durch R1 
immer mehr dem Nullpunkt. Nach einer entsprechenden Zeit hat sich der 
Kondensator fast vollständig auf die Spannung (U_b - U_LED) aufgeladen. 
Der Zusatzstrom ist dadurch auf Null abgefallen und die LED leuchtet 
wieder normal hell.

> (OK, über den 5k Widerstand wird etwas zusätzlicher Strom fliessen, aber
> das ist ja vernachlässigbar...)

Ja, der fliesst auch beim geladenen Kondensator noch weiter. Spielt aber 
kaum eine Rolle.

Maik schrieb:
> mein problem ist immernoch, dass der C Ladestrom nie durch die LED
> fließen darf. Da I_Led-max < I_C-ladestrom !

Und warum darf er das nicht? Deine LED wird nur heller, wenn der 
fliessende Strom grösser wird. Und dafür sorgt der Kondensator. 
Natürlich musst du deine Widerstände so auslegen, dass die Grenzwerte 
der LED nicht überschritten werden. Bei den angegebenen Widerständen von 
Armin und einer U_f der LED von 2V werden beim Blitzen etwa 80mA durch 
die LED fliessen.

Autor: Maik (Gast)
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Philipp Burch schrieb:
> Maik schrieb:
>> mein problem ist immernoch, dass der C Ladestrom nie durch die LED
>> fließen darf. Da I_Led-max < I_C-ladestrom !
>
> Und warum darf er das nicht?

>> Maik schrieb:
>> Da I_Led-max < I_C-ladestrom !

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Maik schrieb:
> Philipp Burch schrieb:
>> Maik schrieb:
>>> mein problem ist immernoch, dass der C Ladestrom nie durch die LED
>>> fließen darf. Da I_Led-max < I_C-ladestrom !
>>
>> Und warum darf er das nicht?
>
>>> Maik schrieb:
>>> Da I_Led-max < I_C-ladestrom !

Und Phillip schrieb

> Natürlich musst du deine Widerstände so auslegen,
> dass die Grenzwerte der LED nicht überschritten werden

Ich versteh jetzt ehrlich gesagt deine Bedenken auch nicht wirklich. 
Entweder du willst die LED heller haben oder nicht. Wenn heller, dann 
muss mehr Strom durch die LED. Der muss aber irgendwo herkommen.
Das Prinzip der Maikschen Schaltung ist ja ein völlig anderes als bei 
dir: Zuallererst wird einfach dem normalen Vorwiderstand ein 2-ter 
Widerstand parallel geschaltet. Dadurch sinkt der Widerstandswert dieses 
kombinierten 'Vorwiderstandes' und die LED leuchtet heller.
Soweit so gut. Nur möchte man natürlich nicht haben, dass auf die Art 
die LED durchbrennt, denn eigentlich ist man mit diesem Strom schon über 
dem zulässigen Mass für Dauerstrom. Und da kommt der Kondensator ins 
Spiel. Ursprünglich entladen, lädt er sich beim Druck auf den Taster 
auf. Je mehr er sich auflädt, desto weniger Strom geht über die 
Parallelstrecke mit dem Taster. Der Kondensator sorgt mit seinem 
Aufladen also nicht für den zusätzlichen Strom durch die LED wie bei 
dir, sondern er würgt den Stromfluss auf dem zusätzlichen Strompfad ab, 
wenn er geladen ist. Ist der C erst einmal voll, fliesst über den 
Parallelwiderstand kein Strom mehr und es kommt nur noch der 
ursprüngliche rechte R zum Zuge.

Autor: Maik (Gast)
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@  Eddy Current: hast du dazu noch eine idee mittels Transistor?

Autor: Philipp Burch (philipp_burch)
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Ach herrje, du bist jetzt auch kompliziert!

           +5V    +5V
            |      |
          |<       |
  --||-R1-|  T1    |
  | C1    |\       |
  o        |       |
T  \-I     R2      R3
  o \      |       |
  |        o--------
  |        |
  |        V
  |       --- LED1
  |        |
 GND      GND

Wenn es unbedingt mit einem Transi sein soll, dann mach es halt so. Über 
C1 müsste vermutlich noch ein grosser Entladewiderstand, damit der Kondi 
genügend schnell leer wird. Ausserdem sollte T1 eine BE-Sperrspannung 
von min. 5V haben.
Die Dimensionierung der Werte überlasse ich dir.

Bin gerade mobil unterwegs, daher das Schema in ASCII-Art

Gruss,
Philipp

Autor: Daim_E (Gast)
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Problem hier wieder: kein kondensator im kurzschlus zur LED^^ kann man 
das überhaupt lösen? :D

Autor: Michael Roek (mexman) Benutzerseite
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Na, vielleicht sollten wir ihm noch einen SPS-gesteuerten Vorschlag 
machen. Ich wundere mich sowieso, dass noch kein uC im Spiel war ;-)

Gruss

Michael

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Mich würde interessieren, was es da mit dem Kondensator auf sich hat und 
warum dessen Ladestrom nicht durch die LED darf. Da steckt sicher wieder 
irgendwas anderes dahinter.

PS: Armins Schaltung auf dem Steckbrett nachgesteckt, funktioniert 
einwandfrei. Ich hab halt genommen was grade da war. rote LED, 330 Ohm, 
100 Ohm parallel, 100µF parallel, 1 k zum entldaden. Led blitzt 
wunderbar auf. Einzig die zum Entladen notwendige Wartezeit nervt ein 
wenig. Daran sollte man arbeiten.

Autor: Armin (Gast)
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also nochmal

wenn man die LED mit dem Kondesator kurzschließen möchte, würde ich auch 
einen Widerstand empfehlen, denn so genau kann man die Kennlinie gar 
nicht treffen, dass das gesund für die Bauteile ist.
Und dann ist der Unterschied zwischen den Schaltungen wohl gar nicht 
mehr so groß. Man könnte bei der Maikschaltung auch einfach hergehen und 
den Ladewiderstand (R2) so groß wählen, dass der entsprechende Strom, 
selbst wenn er durch die LED geht, keinen unterschied ausmacht (bei mir 
die bösen 5k).


eine andere Möglichkeit wäre, den Kondensator parallel aufzuladen und 
seriell zu entladen, also zwischen Spannungsquelle und LED zu schalten, 
um zusätzlich Spannung zu erzeugen. Das braucht dann richtig 
Transistoren und heißt Ladungspumpe. Überflüssig an der Stelle, so wie 
ich das sehe.
Man hat auch noch das Problem, dass die LED ausgeht, wenn der 
Kondensator leer ist und gerade in dem Moment muss wieder auf "Laden" 
zurückgeschalten werden. Eher hässlich...

Autor: Daim_E (Gast)
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Karl heinz Buchegger schrieb:
> Einzig die zum Entladen notwendige Wartezeit nervt ein
> wenig. Daran sollte man arbeiten.

Ja eben. die Ladezeit des Kondensators soll ja ca 1 sec betragen. 
Deswegen darf der Kondensatorladestrom nicht durch die led.

Armin schrieb:
> und heißt Ladungspumpe

hmm Ladungspumpe? Mal googeln....


glaube wir kommen vorran^^

Autor: Armin (Gast)
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nich wirklich.
Ladungspumpe sofort wieder vergessen. Viel zu aufwändig.



ich würd dann doch eher die Schaltung von Philipp Burch nehmen und den 
Kondensator mit einem Entladewiderstand überbrücken. Da kann man alle 
Zeiten/Ströme sauber einstellen...

Autor: Philipp Burch (philipp_burch)
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Daim_E schrieb:
> Problem hier wieder: kein kondensator im kurzschlus zur LED^^ kann man
> das überhaupt lösen? :D

Und wo soll da nun ein Kondensator "im Kurzschluss zur LED" sein?

Autor: Daim_E (Gast)
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Armin schrieb:
> Ladungspumpe sofort wieder vergessen. Viel zu aufwändig.

Ja dann kommt das Problem dass die Bauteile die kurzen, imensen hohen 
Ströme des Kondensators abkönnen müssen. Könnte man sich nicht an einem 
Blitzgerät orientieren und die Blitzladezeit irgendwie reduzieren? Ich 
will es nicht Hauptschulmäßig mit nem 2-Wege Umschalter machen xD

Philipp Burch schrieb:
> Und wo soll da nun ein Kondensator "im Kurzschluss zur LED" sein?

Richtig, der fehlt ja :D

Autor: Daim_E (Gast)
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Hätte das jetzt mal so, aber is die Frage was mit der LED passiert wenn 
die plötzlich doppelt so viel Spannung bekommt. Oder zählt dabei nur die 
Energie?

Nach der Flussspannung zur Folge müsste über R2 dann 2*UB - U_Led 
abfallen.

Jetzt ist eure erfahrung gefragt, ob das nich explodiert XD

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Daim_E schrieb:
> Karl heinz Buchegger schrieb:
>> Einzig die zum Entladen notwendige Wartezeit nervt ein
>> wenig. Daran sollte man arbeiten.
>
> Ja eben. die Ladezeit des Kondensators soll ja ca 1 sec betragen.
> Deswegen darf der Kondensatorladestrom nicht durch die led.

Ach komm.
Ist doch kein soooo grosses Problem. Die Armin-Schaltung und anstelle 
des fixen Entladewidestandes einen Transistor, der den Kondensator 
kurzschliesst, wenn der Taster nicht gedrückt ist.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Daim_E schrieb:
> Hätte das jetzt mal so, aber is die Frage was mit der LED passiert wenn
> die plötzlich doppelt so viel Spannung bekommt. Oder zählt dabei nur die
> Energie?

Die LED bekommt nicht mehr Spannung ab. An der LED fällt immer gleich 
viel Spannung ab (im wesentlichen). Es fliesst mehr Strom durch die LED 
und kurzzeitig darf man das machen. Oder was glaubst du was man beim 
Multiplexen von LEDs macht, damit man wieder auf die Gesamthelligkeit 
kommt?
Da wird eine normale 20mA LED schon mal mit 60 oder 80 oder 100 mA 
beaufschlagt. Würde man die ständig laufen lassen, brennt die LED durch. 
Da der Strom aber nur kurzzeitig auftritt und man der LED danach Zeit 
gibt, ist das OK. Im Mittel wird die LED auch nicht stärker beansprucht.

> Jetzt ist eure erfahrung gefragt, ob das nich explodiert XD

Du liest zuviel Schundliteratur. Explodieren wird da erst mal gar 
nichts. Wenn, dann brennt die LED durch. Das ist ein kleines, fieses 
Knacksen und danch stinkt es charakteristisch.

IMHO: Anstatt da mit Simulationen rumzuspielen, solltest du dir eine 
Handvoll LED nehmen, Widerstände und auf einem Steckbrett ein wenig 
experimentieren. Nichts gegen Simulationen, aber in real greift sich das 
alles ganz anders an. Und wenn du mal eine LED wirklich schrotten 
solltest (eher unwahrscheinlich, hängt von deinem Netzteil ab) ist das 
auch nicht weiter schlimm. Die paar Pfennige kannst du verschmerzen.

Autor: Daim_E (Gast)
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Dann könnte meine letzte Schaltung ja so funktionieren wie ich es 
möchte. Prima :D

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