Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LED-Lichterkette funktionsfähig machen


von Lucas G. (lucas_g)


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Hallo miteinander,

ich habe hier eine LED-Solar-Lichterkette von meiner Mutter liegen. 
Diese ist aber kaputt per Design. Alle 24 LEDs sind parallel ohne 
Vorwiderstand an ein langes Kabel geklemmt. Das hat natürlich zur Folge, 
dass nur die ersten 4 LEDs leuchten, in absteigender Helligkeit. Danach 
ist Schluss. Ausserdem ist die Solar-Station nicht viel besser 
aufgebaut. In ihr befinden sich 3x AA-Batterien die einfach so parallel 
geschaltet sind sowie eine 2V/100mA Solarzelle. Ein bisschen nicht 
identifizierbares China-Hühnerfutter ist auch noch mit drin. Alles in 
allem also eine eher mislungene Konstruktion.

Jetzt versuche ich, noch irgendwas verwendbares aus dem Zeugs raus zu 
holen. Zunächst überlege ich, wie ich überhaupt alle 24 LEDs zum 
Leuchten überreden kann. Ich dachte zunächst daran, alle 24 LEDs in 
Reihe zu schalten und einen Step-Up-Wandler davor zu klemmen, aber dass 
dann aus dem Solar-Kästchen um die 80 Volt raus fallen hat mich davon 
abgehalten. Nächstliegende Idee wäre dann, die einfache 
Parallelschaltung beizubehalten und jeder LED einen Vorwiderstand zu 
verpassen. Ist aber nicht die effizienteste Lösung…

Wie würdet Ihr das machen?

Dann stellt sich natürlich die Frage, was man mit der Ladeelektronik 
macht. Ein TPS61220 oder ähnlicher würde sich dafür ggf. anbieten…

von Philipp H. (quecksilber)


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alle LEDs in Reihe klemmen und einen auf 10mA begrenzten 
Hochsetz-Wandler dranklemmen, Flyback oder 
Flusswandler(überdimensioniert), also Flyback...

die 80V sind ja nicht gefährlich, so lange alles Strombegrenzt ist.
Die Effizienz wird sicher höher werden, als mit x Widerständen.

Die Akkus parallel schalten sehe ich jetzt nicht so als Problem an, die 
bleiben ja so (wg. Ausgleichsströmen)


Es wird eher interessant, wenn es kalt wird und die Akkus noch Saft für 
den StepUp Wandler liefern sollen, der ja bekanntlich recht massive 
Ströme aufnimmt. bei 24 LEDs mit je 10mA (ich denke, dass das ausreicht) 
sind das mindestends 240mA die da raus sollen. Damit ist ein 2Ah-Akku in 
4h leer, wenn man von einem Wirkungsgrad von 100% ausgeht.....

von blasphemie (Gast)


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Jetzt mal ehrlich.. Klar, sauber ist es nicht...aber präzise konstante 
Spannung ein gutes Stück unter Maximum dessen was die schwächste LED 
abkann...und der Müll leuchtet noch zwei Jahre bevor die 
Temperaturschwankung ihnen vielleicht doch den garaus macht. Auch wenn 
hier jetzt wieder tausend Leute weinen: wenn einem 
Helligkeitsschwankungen egal sind und Lebensdauer nicht so wichtig, kann 
man LEDs eben doch mit konstanter Spannung betreiben, wie tausende 
Chinaprodukte beweisen, die trotzdem ein paar Jahre leuchten.

von Lucas G. (lucas_g)


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Philipp H. schrieb:
> bei 24 LEDs mit je 10mA (ich denke, dass das ausreicht)
> sind das mindestends 240mA die da raus sollen.

Naja, sind immernoch 10mA ;)

Aber wenn man bedenkt, dass das von einer 1V Quelle versorgt werden 
soll, hast du natürlich recht. Ich dachte aber eher daran, die 3 Zellen 
in Reihe zu schalten um auf 3,6V (ideal) zu kommen, was dann 66mA 
entspricht. Da dann die Solarzelle nicht mehr genug Spannung liefert um 
die Akkus zu laden, hatte ich angedacht, dann an dieser stelle den 
ULV-StepUp (TPS61220) einzubasteln…

@blasphemie: falsch. Wie im Eingangstext dargestellt, hat diese Kette 
NIE funktioniert...

von blasphemie (Gast)


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> @blasphemie: falsch. Wie im Eingangstext dargestellt, hat diese Kette
> NIE funktioniert...

Meine kette mit exakt der gleichen Murks Schaltung funktioniert seit 
zwei Jahren.

von Philipp H. (quecksilber)


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@blas-phemie: ist es nicht völlig WURSCHT, ob deine Kette geht, der 
Threadersteller hat eine Frage gestellt, die nicht war "wie gut gehen 
eure China-Lichterketten?" sondern, wie er seine zum funktionieren 
bringt.

Thema Solarzelle: die Dinger haben einen recht hohen Innenwiderstand, 
wenn es sich um Dünnschicht oder billige polySi handelt. da muss ein 
dicker Kerko parallel und eigendlich ein MPP-Tracker dran um Spannungs 
und Strom korrekt auf den maximalen Leistungspunkt einzustellen....

Es könnte also zu einer stärk verminderten Leistungsabgabe kommen...
(muss aber nicht)
Akkus in Reihe ist an sich eine gute idee, da kannste aber auch gleich 
ne 18650 Zelle anstatt der drei AA Akkus nehmen, die macht weniger 
Innenwiderstand -> mehr Effizienz für den Wandler danach.
Und Li Akkus haben einen viel höhere Ladeeffizienz als NiMH oder NiCd, 
also geht auch da weniger Leistung verloren.

von 21 century (Gast)


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Philipp H. schrieb:
> @blas-phemie: ist es nicht völlig WURSCHT, ob deine Kette geht,
> der
> Threadersteller hat eine Frage gestellt, die nicht war "wie gut gehen
> eure China-Lichterketten?" sondern, wie er seine zum funktionieren
> bringt.
>
jo, und genau das hab ich getan.
mpp bei 0,2 watt...im ernst, weisst du wovon du redest? die wahrheit 
ist: wenn der leitungswiderstand so hoch ist, das nur vier led leuchten, 
ist einfach nichts zu machen. wegerfen und neu kaufen. die led einzeln 
neu verkabeln ist doch wohl wirklich nicht mal für ganz gelangweilte ein 
interessantes projekt.

von Harald W. (wilhelms)


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blasphemie schrieb:

> Auch wenn hier jetzt wieder tausend Leute weinen: wenn einem
> Helligkeitsschwankungen egal sind und Lebensdauer nicht so wichtig,
> kann man LEDs eben doch mit konstanter Spannung betreiben,

Nein, das klappt nicht. Es wird die Zuleitung als Vorwiderstand
genommen. Und die Parallelschaltung klappt deshalb, weil erstens
mit sehr wenig Strom (< 1mA) gearbeitet wird und zweitens die
LEDs passendzueinander ausgemessen werden.
Gruss
Harald

von blasphemie (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> blasphemie schrieb:
>
>> Auch wenn hier jetzt wieder tausend Leute weinen: wenn einem
>> Helligkeitsschwankungen egal sind und Lebensdauer nicht so wichtig,
>> kann man LEDs eben doch mit konstanter Spannung betreiben,
>
> Nein, das klappt nicht. Es wird die Zuleitung als Vorwiderstand
> genommen. Und die Parallelschaltung klappt deshalb, weil erstens
> mit sehr wenig Strom (< 1mA) gearbeitet wird und zweitens die
> LEDs passendzueinander ausgemessen werden.
> Gruss
> Harald

die zuleitung als vorwiderstand? rechne mal nach, das ist natürlich 
unsinn. und ausgemessen ist da garantiert gar nichts. ich denke, du hast 
das mal so gelernt und geglaubt aber dir nie die arbeit gemacht und mal 
ein datenblatt in die hand zu nehmen und es nachzurechnen. und du hast 
auch noch nie gemessen, wie gross die reale streuung ist.

von Harald W. (wilhelms)


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blasphemie schrieb:

> die zuleitung als vorwiderstand? rechne mal nach, das ist natürlich
> unsinn.

Bei der Kette, die ich habe, sind das schon einige Ohm. Dazu
kommt noch der Inenwiderstand der Ansteuerschaltung.

> und ausgemessen ist da garantiert gar nichts. ich denke, du hast
> das mal so gelernt und geglaubt aber dir nie die arbeit gemacht und mal
> ein datenblatt in die hand zu nehmen

In guten Datenblättern steht auch die Toleranz der Durchlassspannung.
Und die beträgt durchaus +- 0,1V.
Gruss
Harald
PS: Wenn Du Deine Beiträge in normalen Deutsch schreiben würdest,
könnte man sie auch besser lesen und verstehen.
Gruss
Harald

von blasphemie (Gast)


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> In guten Datenblättern steht auch die Toleranz der Durchlassspannung.
> Und die beträgt durchaus +- 0,1V.
> Gruss
> Harald
...Du hattest wirklich nie ein LED Datenblatt in der Hand, oder? Ich 
habe gerade mal vier Stück angeschaut, Nichia Cree und Osram, und in 
KEINEM wird die Durchlasssapnnung auch nur erwähnt. Nicht verwunderlich, 
die wird ja auch nicht gebraucht um eine LED zu betreiben....
Und jetzt nimm mal eins zur Hand und rechne mal aus, wie sich der Strom 
bei einer realen LED erhöht,  wenn sich die Betriebsspannung um 300mV 
erhöht. Und dann rechnest Du mal nach, was 3Ohm Leitungswiderstand daran 
ändern. Und dann lerne, das auch Professoren gerne Unsinn erzählen.

von Lucas G. (lucas_g)


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blasphemie: das hast Du gut erkannt! Die Durchlassspannung einer LED zu 
kennen ist nicht zwingend für deren Betrieb nötig, da sie ja sowieso im 
Idealfall über einen konstanten Strom versorgt wird. Auch hier wird sich 
die Durchlassspannung über die LED zwangsläufig einstellen. Sehr wohl 
ist sie aber von Bedeutung, wenn zwei LEDs parallel geschaltet, oder ein 
passender Vorwiderstand berechnet werden soll. Drum ist es gut, dass V_f 
in praktisch allen LED-Datenblättern angegeben wird. Bei Power-LEDs wie 
z.B. von Cree mag das anders sein, aber um die soll es hier ja auch 
nicht gehen.

von blasphemie (Gast)


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Die Schwellenspannung (auch Schleusenspannung, Durchlassspannung und Kni 
espannung sowie  selten Knickspannunggenannt) ist definitionsgemäß die 
an 
einer Sperrschicht eines Gleichrichters oder Diode anliegende elektrisch 
e  Spannung, bei der der Strom merklich größer als der Sperrstrom wird.
Zitat Wikipedia.

Vf ist die Spannung im Betriebspunkt.
Das ist NICHT das selbe.
Nun schaut halt endlich mal in irgendein Datenblatt mit Kennlinie! Der 
Strom geht bei realen Leuchtdioden nun mal nicht senkrecht nach oben! 
Zwischen Schwellenspannung und Betriebspunkt liegen bequem ein halbes 
Volt!

von Erich (Gast)


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>Alle 24 LEDs sind parallel ohne
>Vorwiderstand an ein langes Kabel geklemmt.

Das könnten (werden!) LEDs mit eingebauten Vorwiderstand sein!
Gibts z.B. bei Reichelt als "LED 3MM 5V" und "LED 5MM 12V".

Gruss

von Lucas G. (lucas_g)


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Erich schrieb:
> Das könnten (werden!) LEDs mit eingebauten Vorwiderstand sein!
> Gibts z.B. bei Reichelt als "LED 3MM 5V" und "LED 5MM 12V".


Das hofft man. Leider ist dem aber nicht so…

von Allrounder (Gast)


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Hochgeschätzte Spezialisten,

in der Hoffnung, dass es dieses Forum noch gibt, würde ich gern eine 
Frage stellen. Als Bastler in Makro und Mikroelektronik habe ich heute 
hinsichtlich Mikro einen Fehler gemacht, der mich vor neue 
Herausforderungen stellt. Zwecks Verlängerung der Zuleitung zum 
Solarmodul habe ich bei einer Mikrosolarlichterkette( läuft bei Amazon 
unter"easyDecor Solar Lichterkette, Kupferdraht Lichterkette Wasserdicht 
33ft(10m) 100 LED Solar Beleuchtung")einfach mal die Kupferdrähtchen 
gekappt. Bei der Polaritätsprüfung zum Anschluss der Verlängerung 
brannten sehr schwach nur die stark verzwirbelten LED am Ende der Kette 
mit absteigender Helligkeit zur Zuleitung. Verwirrend für mich Laien. Da 
es drei leitungsführende Drähtchen gibt, sollte es eine 
Parallelschaltung sein. Selbige habe ich fachgerecht mit Blankmachen und 
Lötkolben malträtiert. Keine Änderung. Stromquelle(wiederaufladbare NIMH 
1,2V)mehrfach getauscht. Nothing.Natürlich frage ich mich, warum zum 
Leitungsende die Verwindung der Drähte immer enger wird. Aufbau eines 
elektromagnetischen Feldes? Wie hier schon erwähnt: Zuleitung als 
Vorwiederstand? Mag ich nicht glauben, da ich nach dem Cut die Leitung 
ohne Verschnitt gleich wieder verbunden habe. Selbstverfreilich kürzte 
ich dann noch etwas ein. Kein Effekt im positiven Sinn. Verlängerung der 
Zuleitung führte zum Erlöschen aller LED`s, was sicher mit zunehmenden 
Leitungswiederstand/Querschnitt zusammenhängt.

Sicher kann ich bei diesem Preis alles wegschmeissen. Ich will es aber 
erst einmal verstehen.

Kann mir wer helfen?

Freundlichst.

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