Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wald- und Reisfeld-5mm-LED: Pulsstrom Erfahrungswerte


von um lei tung (Gast)


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Hallo,

kurze Schätzung wäre nett: Ich habe hier einen Sack voll billicher 
China-5mm-LEDs, selbstredend ohne Datenblatt. Die Nennleistung ist mit 
3.2V und 30 mA angegeben (die 30 mA glaube ich schonmal nicht).

Die Nennleistung interessiert mich aber auch nicht, da ich eine Uhr 
ähnlich denen aufbauen will, die oft am Eingang von Bahnhofstunneln 
hängen, nur mit drei umlaufenden Ringen á 60 LEDs.

Pro Ring will ich einen Controller verwenden, weil mir sonst die 
Pinbeschränkung von Target einen Strich durch die Rechnung macht.

Also eine 6x10-Matrix. Denkt ihr, dass ich da bei 1/6 Pulszeit mit 50 mA 
zu sportlich drauf bin?

LG

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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um lei tung schrieb:
> Denkt ihr, dass ich da bei 1/6 Pulszeit mit 50 mA
> zu sportlich drauf bin?

Nö, das klingt sogar noch harmlos. Habe gerade mal eine weisse LED mit 
35 mA Continuous Current nachgeblättert, und die Jungs (Weltfirma 'Lucky 
Light') geben einen Pulsstrom von 100mA an (für 100µs, bei 1/10 Duty 
Cycle).

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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um lei tung schrieb:
> kurze Schätzung wäre nett: Ich habe hier einen Sack voll billicher
> China-5mm-LEDs, selbstredend ohne Datenblatt. Die Nennleistung ist mit
> 3.2V und 30 mA angegeben (die 30 mA glaube ich schonmal nicht).

> Denkt ihr, dass ich da bei 1/6 Pulszeit mit 50 mA
> zu sportlich drauf bin?

Ziemlich sicher nicht. Bei ausreichend hoher Wiederholrate (brauchst du 
für flimmerfreie Anzeige sowieso) und nicht zu extremem Tastverhältnis 
(1:6 ist so ca. die Grenze) kann man einfach mit dem mittleren 
Durchlaßstrom rechnen. Wenn die 30mA stimmen, dann geht bei 1:6 ein 
Pulsstrom bis 180mA. Du hast weniger als 10mA mittleren Strom, das ist 
auf jeden Fall weit auf der sicheren Seite.

von oszi40 (Gast)


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Axel S. schrieb:
> auf jeden Fall weit auf der sicheren Seite.

... sofern Deine Ansteuerung nicht außer Tritt kommt z.B. durch einen 
Programmierfehler. Strombegrenzung für LEDs wäre nicht schädlich.

von um lei tung (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> auf jeden Fall weit auf der sicheren Seite.
>
> ... sofern Deine Ansteuerung nicht außer Tritt kommt z.B. durch einen
> Programmierfehler. Strombegrenzung für LEDs wäre nicht schädlich.

Ist in Form von Vorwiderständen (pro Zeile) vorhanden.

Wenn die Uhr komisches Zeug anzeigt, dann weiß ich, dass ich besser mal 
nachschauen sollte.

Danke für die Rückmeldungen. Das letzte Quäntchen Helligkeit brauche ich 
gar nicht, da die Uhr indoor zum Einsatz kommen wird.

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Warum drei µC, Das kannst Du doch auch mit einfachen Schieberegistern 
erschlagen - da ist es dann auch egal, ob der µC hängt oder nicht, da 
jede LED eine 'normale' Versorgung erhält.

Alternativ ginge auch ein MAX7219 für 64 LED, lässt sich recht einfach 
ansteuern und kann kaskadiert werden, also der 2.te oder 3.te ließe sich 
mit Daten füllen, ohne, daß Dir die Anzeige daherflimmert.

Oder, da Du die LEDs schon hast eher für Mitleser, Chips mit 
integriertem µC wie WS2812 (wäre aber RGB und das Timing ist wohl 'nicht 
Ohne')

MfG

von 74HC595 (Gast)


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Patrick J. schrieb:
> Hi
>
> Warum drei µC, Das kannst Du doch auch mit einfachen Schieberegistern
> erschlagen - da ist es dann auch egal, ob der µC hängt oder nicht, da
> jede LED eine 'normale' Versorgung erhält.

Ja, das ist die beste Lösung. Weil:
- Billiger als 3 µC
- Sicher gegen Fehlansteuerung

Die hier müssten gehen:
http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A240/74HC595%23STM.pdf

Kauf dir nen 10er Sack um 2,9€ und einen Tiny dazu, das reicht für 80 
LED.

von um lei tung (Gast)


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Hier gehts aber um insgesamt 180 LED, nicht 60. ;)
60 für Sekunden, 60 für Minuten und 60 für Stunden.

Dann relativiert sich das wieder - und von den Schieberegistern brauche 
ich immer noch 23 Stück, von den µC drei.

von Michael B. (laberkopp)


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um lei tung schrieb:
> Die Nennleistung interessiert mich aber auch nicht, da ich eine Uhr
> ähnlich denen aufbauen will, die oft am Eingang von Bahnhofstunneln
> hängen, nur mit drei umlaufenden Ringen á 60 LEDs.
> Pro Ring will ich einen Controller verwenden, weil mir sonst die
> Pinbeschränkung von Target einen Strich durch die Rechnung macht.
> Also eine 6x10-Matrix. Denkt ihr, dass ich da bei 1/6 Pulszeit mit 50 mA
> zu sportlich drauf bin?

In den Ringen leuchtet doch jeweils bloss 1 LED.

Da brauchst du kein Multiplex mit Pulsströmen, sondern kannst direkt die 
Matrix an deinen Controller hängen und lässt die eine LED dauernd 
adressiert und leuchtend und alle anderen aus.

Und weil eine LED nur in einer Richtung Strom durchlässt und in der 
anderen die 5V des Controllers locker sperrt, braucht du auch keine 6x10 
oder 8x8 = 16 Controller-Anschlüsse pro Ring, sondern nur 8 für jeweils 
56 LEDs und 4 für die fehlenden 12 LEDs, also 28 Pins, ein normaler 40 
Pin Controller reicht um alles zu bedienen.

 http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91029a.pdf

Oder 64 an 9 Pins, macht 27 Pins zusammen

 https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/1880

Selbst wenn du die 3, 6, 9, und 12 Uhr Striche leicht dunkel dimmend 
haben willst, einfach 1:10 der Zeit auf die LEDs umschalten und auch 
dort mal kurz Nennstrom (20mA) durchschicken, also sozusagen sparsames 
Multiplexing.

: Bearbeitet durch User
von um lei tung (Gast)


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Michael B. schrieb:
> In den Ringen leuchtet doch jeweils bloss 1 LED.

Bitte einfach mal an einen U-Bahn-Tunnel in München stellen und da die 
Uhr anschauen.

Da steht die Zahl in der Mitte und außenrum läuft ein Sekundenring.
Und zwar inkrementierend, nicht weiterlaufend. Bei Sekunde 1 leuchtet 1 
LED, bei Sekunde 50 leuchten 50.

von 74HC595 (Gast)


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um lei tung schrieb:
> Hier gehts aber um insgesamt 180 LED, nicht 60. ;)
> 60 für Sekunden, 60 für Minuten und 60 für Stunden.
>
> Dann relativiert sich das wieder - und von den Schieberegistern brauche
> ich immer noch 23 Stück, von den µC drei.

Umso besser. Bei größeren Mengen werden die billiger.
Hier zum Beispiel:
https://www.aliexpress.com/item/10PCS-SN74HC595N-DIP16-SN74HC595-DIP-74HC595N-74HC595-new-and-original-IC-free-shipping/32585175403.html?ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_2_10065_10068_10501_10503_10000032_119_10000025_10000029_430_10000028_10060_10062_10056_10055_10000062_10054_10059_10099_10000022_10000012_10103_10000015_10102_10096_10000018_10000019_10000056_10000059_10052_10053_10107_10050_10106_10051_10000053_10000007_10000050_10084_10083_10000047_10080_10082_10081_10110_10111_10112_10113_10114_10115_10000041_10000044_10078_10079_10000038_429_10073_10000035_10121-10503_10501,searchweb201603_10,afswitch_1,single_sort_1_default&btsid=4c1eb897-4232-43db-9387-8ec9056e58cd
10 stück für 0,54 USD.

Bei Reichelt bekommst du die für 160 LED nötigen 23 Stück immer noch für 
nur 6,44€. Zu dem Preis bekommst du keine 2µController, soviel ist mal 
sicher :-)

Dazu kommt:
Dein µC kann keine 50mA schalten. Nicht auf vielen IOs gleichzeitig. Er 
hat auch eine max. Grenze für Ströme in GND.
Du brauchst also 1 Transistor pro LED. Das Shiftregister packt 
allerdings mühelos die nötigen 20-30mA pro Port -> das braucht keine 
Transistoren. allein die 8x BC847 sind schon teurer als ein 
Shiftregister.

Viel spricht für Shiftregister, LED-Treiber oder Portexpander, 
insbesondere die Kosten.

von Manfred (Gast)


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74HC595 schrieb im Beitrag #4888890:
> Bei Reichelt bekommst du die für 160 LED nötigen 23 Stück immer noch für
> nur 6,44€. Zu dem Preis bekommst du keine 2µController, soviel ist mal
> sicher :-)
Richtig, dafür bekomme ich vier Arduino ProMini:

https://www.aliexpress.com/item/Free-Shipping-new-version-1pcs-ATMEGA328P-Pro-Mini-328-Mini-ATMEGA328-5V-16MHz-for-Arduino/32665418223.html

von Lurchi (Gast)


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Die einfachen 74HC595 schaffen nur etwa 8 mA je Ausgang, wenn alle 
Ausgänge genutzt werden. Da gibt es noch ein Limit für die VCC/GND pins. 
Für mehr Strom braucht man da spezielle Schieberegister mit mehr power 
oder halt 1 Transistor je LED.

Bei der Matrix braucht man nicht für jede LED einen Transistor. Es 
reicht einer pro Spalte und einer pro Zeile. Bei der 6 x 10 Matrix also 
10 kleinere Transistoren (für 60 mA) und 6 größere (10 mal LED Strom 
oder ca. 600 mA).

Mit halbwegs guten LEDs sollte man auch mit 10-20 mA je LED bei 1/6 
Tastverhältnis auskommen (vor allem im Tunnel). Da kann man dann die 10 
Treiber ggf. einsparen und auch bei eine Ausfall passiert nichts. Nur 
draußen in der Sonne braucht man ggf. auch mal 30 mA.

von um lei tung (Gast)


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74HC595 schrieb im Beitrag #4888890:
> um lei tung schrieb:
>> Hier gehts aber um insgesamt 180 LED, nicht 60. ;)
>> 60 für Sekunden, 60 für Minuten und 60 für Stunden.
>>
>> Dann relativiert sich das wieder - und von den Schieberegistern brauche
>> ich immer noch 23 Stück, von den µC drei.
>
> Umso besser. Bei größeren Mengen werden die billiger.
> Hier zum Beispiel:
> https://www.aliexpress.com/item/10PCS-SN74HC595N-D...
> 10 stück für 0,54 USD.
>
> Bei Reichelt bekommst du die für 160 LED nötigen 23 Stück immer noch für
> nur 6,44€. Zu dem Preis bekommst du keine 2µController, soviel ist mal
> sicher :-)
wurde schon angesprochen, aber bitte lies dich mal über die deutschen 
Preise schlau. So teuer ist kaufen in Schland auch nicht. Das muss nicht 
mal ein exotischer Dealer sein.

Selbst Reichelt verkauft für 6,44 schon drei stinknormale ATmega 8 im 
DIP-Format.
https://www.reichelt.de/Atmel-ATMega-AVRs/ATMEGA-8-16-DIP/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=2959&ARTICLE=45024
> Dazu kommt:
> Dein µC kann keine 50mA schalten. Nicht auf vielen IOs gleichzeitig.
Nö. Das Shiftregister aber in der günstigen Variante auch nicht.

Er
> hat auch eine max. Grenze für Ströme in GND.
> Du brauchst also 1 Transistor pro LED.
Nö.
 Das Shiftregister packt
> allerdings mühelos die nötigen 20-30mA pro Port -> das braucht keine
> Transistoren.
Nö.
 allein die 8x BC847 sind schon teurer als ein
> Shiftregister.
Okay, ich bekomme nur 7 dafür. Wenn ich Kleinsignal-MOSFETs benutze, 
dann brauche ich nicht mal Widerstände.
>
> Viel spricht für Shiftregister, LED-Treiber oder Portexpander,
> insbesondere die Kosten.
Nö.

von Martin S. (led_martin)


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Ich verbaue ja auch öfters solche 'Billig-LEDs', aussagefähige 
Datenblätter sind da selten, habe auch schon oft erlebt, daß da 
irgendein Datenblatt verlinkt wird, das sicher nicht zu der 
angebotenen LED gehört. Habe selbst schon Tests gemacht, über 100 mA, 
vielleicht noch 120 mA würde ich nicht gehen. Beachten muß man, das die 
Spannung über der LED deutlich ansteigt, 0,5V bis 1V mehr, als bei 20 
mA, können's schon sein. Mit dem durchschnittlichen Strom sollte man 
allerdings runtergehen, durch die höhere Spannung steigt auch die 
Verlustleistung. Ich rechne da eher mit 15 mA und nicht mit 20 mA. Die 
Situation am Einbauort spielt auch noch eine große Rolle. Dicht gepackt 
in einem Cluster sind 20 mA Dauerstrom für eine 5mm LED schon zu viel, 
eine einzeln Freistehende hält auch 30 mA auf Dauer aus. Ein guter Teil 
der Wärme wird auch über die Anschlüsse abgeführt, besonders über den, 
auf dem der Chip sitzt (Ist oft die Kathode, aber nicht immer). Bei sehr 
hohen Pulsströmen fällt auf, daß sich die Kennlinie einer 
Wiederstandsgeraden annähert (Bonddraht?).

Mit freundlichen Grüßen - Martin

von Lurchi (Gast)


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Bei den weissen (und blauen LEDs) kommt man mit dem Puls-strom ggf. auch 
schon in den Bereich wo die Helligkeit deutlich langsamer als linear mit 
dem Strom steigt. 100 mA gepulst mit 10% Tastgrad sind dann weniger hell 
als durchgehend 10 mA.

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