Hi,
ich befinde mich gerade in der Planungsphase von einem kleinen
Hobbyprojekt (LED-Cube) und stehe vor der Frage der Versorgungsspannung.
Da die Steuerung selbst mit 5 Volt betrieben werden wird und ich UDN2981
als Treiber verwenden möchte und die LEDs eine Flusspannung von 3,1 Volt
haben, reichen die 5 Volt zum Betreiben der LEDs nicht mehr so ganz aus
- zumindest im Worst Case Szenario.
Laut Datenblatt fallen am UDN2981 bis zu 2 Volt ab. Daher benötige ich
eine zweite Spannungsquelle. Mir stellt sich nun die Frage, ob es
sinnvoll ist die Vorwiderstände so klein wie möglich zu halten?
Soll ich die zweite Spannungsquelle also so "niedrig" wie möglich
wählen, sodass auch die Vorwiderstände "klein" ausfallen?
Der Strom durch die LEDs soll "klassische" 20 mA betragen, d.h. um so
geringer die Spannung, umso geringer der Vorwiderstand, umso geringer
die Verlustleistung am Vorwiderstand.
Stimmt meine Überlegung soweit, oder übersehe ich hier etwas?
Vielen Dank!
Zu klein dürfen die Widerstände nicht sein, weil die Vorwärtsspannung
durchaus von 3.1V abweichen kann. Guck dir mal die Min/Max-Werte und die
Temperaturabhängigkeit im Datenblatt an.
LED schrieb im Beitrag #2854467:
> Der Strom durch die LEDs soll "klassische" 20 mA betragen, d.h. um so> geringer die Spannung, umso geringer der Vorwiderstand, umso geringer> die Verlustleistung am Vorwiderstand.>> Stimmt meine Überlegung soweit, oder übersehe ich hier etwas?
Das kommt darauf an, wie konstant bzw. genau der Spannungsabfall am
UDN2981 ist. Ich hab mir jetzt nicht angesehen, wovon der wie abhängt.
Dein Vorwiderstand muß ja quasi die Spannung zwischen den 3,1 Volt der
LED und dem, was aus dem UDN kommt, verheizen. Je geringer du diese
Spannungsdifferenz planst, desto stärker wird eine Abweichung davon sich
auf den Strom auswirken.
Beispiel: Mal angenommen, du arbeitest mit 6 Volt, so daß bei 2 Volt
Spannungsabfall am UDN noch 4 Volt ankommen. Dann müßten am Widerstand
0,9 Volt abfallen. Wenn der Spannungsabfall am UDN aber mal nur 1 Volt
ist, bleiben für den Widerstand auf einmal 1,9 Volt übrig, also gut das
Doppelte, wodurch sich auch der Strom verdoppeln würde.
Hast du stattdessen am Eingang 10 Volt und hinter dem UDN 8 Volt,
bleiben für den Widerstand 4,9 Volt übrig, und wenn der UDN nur 1 Volt
verheizt, sind es 5,9 Volt, was dann nur 20% mehr sind, statt wie vorhin
100%.
LED schrieb im Beitrag #2854467:
> die LEDs eine Flusspannung von 3,1 Volt haben
Du meinst 3,14159265V, also PI?
> oder übersehe ich hier etwas?
Diese 3,1V sind eben nicht PI und überhaupt nicht konstant. Die 3,1V
sind nur ein typischer Wert. Ich würde behaupten, die LEDs können
durchaus auch mal 2,8V oder 3,4V haben, da kuckt man sich in der
LED-Branche noich nicht schräg an... :-o
Und jetzt rechne das nochmal mit diesen beiden Eckwerten durch.
> Der Strom durch die LEDs soll "klassische" 20 mA betragen, d.h. um so> geringer die Spannung, umso geringer der Vorwiderstand, umso geringer> die Verlustleistung am Vorwiderstand.>> Stimmt meine Überlegung soweit, oder übersehe ich hier etwas?
Du drehst am falschen Rad!
Und du hältst den falschen Wert konstant!
> Der Strom durch die LEDs soll "klassische" 20 mA betragen
Warum denn?
> umso geringer die Verlustleistung am Vorwiderstand.
Würdest du dir sagen: Ich nehme high-eff LEDs, dann kämst du mit 2mA für
die selbe Helligkeit aus, und du hättest schlagartig wenig
Verlustleistung.
Rrolf Magnus schrieb:> Das kommt darauf an, wie konstant bzw. genau der Spannungsabfall am> UDN2981 ist. Ich hab mir jetzt nicht angesehen, wovon der wie abhängt.
Das ist so ein bisschen ein Problem. Der hängt wohl von der Belastung ab
und liegt irgendwo zwischen 1,4 und 2 Volt.
Lothar Miller schrieb:> Du meinst 3,14159265V, also PI?
Naja, das ist zumindest die Angabe, welche in der Beschreibung der LEDs
zu lesen ist und ich mit meinem Multimeter nachmessen kann.
Lothar Miller schrieb:> Du drehst am falschen Rad!
Nur muss ich dieses Rad (= 2. Spannungsquelle) halt auf irgendeinen Wert
festlegen.
Lothar Miller schrieb:> Warum denn?
Weil die LEDs für den Betrieb mit diesem Strom "spezifiziert" sind und
ich auch bei heller Umgebungsbeleuchtung etwas sehen möchte.
Lothar Miller schrieb:> Würdest du dir sagen: Ich nehme high-eff LEDs, dann kämst du mit 2mA für> die selbe Helligkeit aus, und du hättest schlagartig wenig> Verlustleistung.
Zum Einen habe ich die LEDs schon, zum anderen kann man sich beim Erwerb
von über 500 LEDs nicht aussuchen was man möchte - zumindest wenn es
bezahlbar bleiben soll.
>> Warum denn?> Weil die LEDs für den Betrieb mit diesem Strom "spezifiziert" sind
Es verbleibt die Frage: braucht die LED für die gewünschte Helligkeit
diesen Strom tatsächlich? Du kannst nämlich jederzeit von diesem Strom
abweichen. In Richtung "mehr" nur vorsichtig, in Richtung "weniger" ohne
Einschränkung bis hinunter auf 0....
> Lothar Miller schrieb:>> Du meinst 3,14159265V, also PI?> Naja, das ist zumindest die Angabe, welche in der Beschreibung der LEDs> zu lesen ist und ich mit meinem Multimeter nachmessen kann.
Trotzdem ist diese Spannung nicht konstant. Mach die LED mal heiß und
mal kalt...
LED schrieb im Beitrag #2854966:
> Zum Einen habe ich die LEDs schon
Pech. Dann kann man nur noch probieren, das Beste draus zu machen...
> zum anderen kann man sich beim Erwerb> von über 500 LEDs nicht aussuchen was man möchte
Oh, doch, man muss nur vorher wissen, was man braucht. Low-Current LEDs
sind nicht so sehr viel teurer, man muss nur gut suchen.
Zusammenfassung:
Insgesamt ist es so, dass LEDs mit einem Strom betrieben werden und
aus diesem Strom eine entsprechende Helligkeit erzeugen. Grob gilt:
halber Strom = halbe Helligkeit. Und bei dem jeweiligen Strom stellt
sich eine Spannung über der LED ein, die allerdings zur Helligkeit so
gut wie keinen Bezug hat. Und deshalb sollten idealerweise LEDs mit
einer Konstantstromquelle angesteuert werden.
Eine Konstantstromquelle hat eine möglichst hohe Spannung und einen
möglichst hohen Innenwiderstand. Denn mit einer Spannung von z.B. 100V
ist es dann nur noch 1% Fehler im Strom, wenn die LED statt 2V eine
Druchlassspannung von 3V hat. Natürlich erkauft man sich dieses
vorteilhafte Verhalten mit einem miserablen elektrischen Wirkungsgrad um
2..3% (2..3V für die LED, der Rest für den Vorwiderstand).
Je weiter du von der "idealen" Stromquelle weg kommst, umso mehr
bekommst du Fertigungstoleranzen und Temperaturschwankungen zu spüren.
Lothar Miller schrieb:> LED schrieb im Beitrag #2854966:>> Zum Einen habe ich die LEDs schon> Pech. Dann kann man nur noch probieren, das Beste draus zu machen...>> zum anderen kann man sich beim Erwerb>> von über 500 LEDs nicht aussuchen was man möchte> Oh, doch, man muss nur vorher wissen, was man braucht. Low-Current LEDs> sind nicht so sehr viel teurer, man muss nur gut suchen.
Mal spontan bei Reichelt geschaut:
500 * "LED, 5mm, Low Cost, rot" kosten 30 €
500 * "LED 5mm, Low-Current, 2 mA, rot" kosten 40 €
Rolf Magnus schrieb:> Mal spontan bei Reichelt geschaut:
Und die 10€ hat man beim Betrieb von 500 LEDs nach einem Jahr bei der
Stromrechnung schon fast wieder reingeholt...
Auf jeden Fall spart man sich die 10€ aber schon mal beim Netzteil, das
ja fast 10x weniger Leistung bringen muss...
Rolf Magnus schrieb:> 500 * "LED, 5mm, Low Cost, rot" kosten 30 €> 500 * "LED 5mm, Low-Current, 2 mA, rot" kosten 40 €
Wobei ich das Ganze gerne in blau hätte. Das gibt es bei Reichelt noch
nicht einmal.
Rolf Magnus schrieb:> Mal spontan bei Reichelt geschaut:>> 500 * "LED, 5mm, Low Cost, rot" kosten 30 €> 500 * "LED 5mm, Low-Current, 2 mA, rot" kosten 40 €
Schau Dir mal die Diagramme in den Datenblättern an. Da siehst Du
eindeutig, dass man auch normale LEDs einfach mit weniger Strom
betreiben kann und bekommt eine ähnliche Lichtleistung wie bei
low-current Typen.
Low-current ist also wohl mehr ein Marketing Trick.
