Liebe Community, ich krieg' nen Föhn. Ich habe vor ein paar Wochen für ein Experiment ein Board zum Kontrollieren von 8 identischen beleuchteten RGB-LED Flächen entworfen und aufgebaut. Das ganze hat nun auch seit dem in einigen Stunden konstanten Betriebs gut funktioniert. Heute ist mir allerdings die rote LED einer RGB durchgebrannt, ohne, dass ich wüsste warum. Beim Testen (anstecken einer anderen RGB-Fläche) ist mir dort auch die rote durchgebrannt. Also habe ich mir den Schaltplan und das Board neu vorgenommen und durchgemessen, insbesondere natürlich die Unit, bei der die LEDs durchgebrannt sind. Das Merkwürdige ist: Dort scheint alles einwandfrei zu stimmen. Hier wird jede LED wie geplant bestromt, rot bekommt 15mA. AUsgangsspannung sind wie immer 5V, keine Kurzschlüsse und: nun funktionieren auch andere Flächen/LEDs an dem Zweig, ohne dass der Strom ansteigt oder irgenwdas durchbrennt. Ich frage mich nun also zuallererst, ob was am Design falsch ist. Dafür habe ich euch mal eine der Units angehängt. Die LEDs werden durch 74HC75D latches gesteuert. Es sind ultrahelle 5mm LEDs mit gemeinsamer Anode, die an +5V hängen. Vorwiderstände sind 180(rot) und 120 Ohm (grün,blau) vorm Negativ-Ausgang der Latches, die damit auf GND ziehen. Latches deshalb, weil 8 RGB Leds veränderbar und gemultiplext über eine Labview-Karte angesprochen werden. Fällt euch hier auf, was ein Problem sein könnte, das nicht immer (aber auf Dauer, so wie jetzt) mal auftreten kann? Mit besten Grüßen Alex
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Bitte, bitte, beschäftige Dich mal mit der tatsächlichen Funktion des Bausteins und nicht mit der, die Du gerne hättest. Es gibt tatsächlich einen Unterschied zwischen einem Latch und einem Analogschalter.
Alex V. schrieb: > Fällt euch hier auf, was ein Problem sein könnte, das nicht immer (aber > auf Dauer, so wie jetzt) mal auftreten kann? Mir nicht,... Amateur schrieb: > Bitte, bitte, beschäftige Dich mal mit der tatsächlichen Funktion des > Bausteins und nicht mit der, die Du gerne hättest. > Es gibt tatsächlich einen Unterschied zwischen einem Latch und einem > Analogschalter. ... weshalb ich auch den Sinn dieser Worte nicht erfasse. Was möchtest Du damit sagen?
Moin, also grundsätzlich hätte ich eher Angst um das Latch, aber wenn, wie dargestellt, maximal 3x 15mA fließen sollte das prinzipiell funktionieren. Die Ports verkraften maximal 25mA, also selbst mit falschem R24 müsste der IC vor der Diode aufgeben. Sind alle Vorwiderstände richtig? Aus dem Bauch, ohne die "echte" Schaltung zu sehen, würde ich mal vermuten, dass diese nicht 100%ig dem Schaltplan entspricht. Klassische Fehlersuche ist angesagt... alle R checken und dann die Spannungen darüber kontrollieren => also, ob die korrekten Ströme fließen. Überhitzen die Dioden evtl? Wie viele sind da so versammelt? -- SJ
Achim S. schrieb: > LED zu kurz abgeschnitten und aufgelötet? Tatsächlich eher kurz abgeschnitten, aber mit Beinchen angelötet und umgebogen... wieso?? Sven J. schrieb: > also grundsätzlich hätte ich eher Angst um das Latch, aber wenn, wie > dargestellt, maximal 3x 15mA fließen sollte das prinzipiell > funktionieren. Ja diese Angst habe ich auch geteilt, deshalb auch jew. auf 15mA begrenzt obwohl die LEDs 20 können. > Die Ports verkraften maximal 25mA, also selbst mit falschem R24 müsste > der IC vor der Diode aufgeben. > Sind alle Vorwiderstände richtig? Ja, die habe ich nach"gelesen" (SMD, print on top) und nachgemessen. Die stimmen. > Überhitzen die Dioden evtl? Wie viele sind da so versammelt? Ja das ist es ja, die klassische Fehlersuche habe ich ja eben abgeschlossen - und dabei ist nichts aufgefallen. Die Dioden sollten nicht überhitzen, es befindet sich je eine RGB LED in einem 10x10x3cm Kästchen mit ordentlich luft und nahezu freihängend, also nichts mit massenweise nah beieinander liegenden LEDs, die sich gegenseitig hochheizen... Amateur schrieb: > Es gibt tatsächlich einen Unterschied zwischen einem Latch und einem > Analogschalter Den Beitrag finde ich auch eher schwer nachvollziehbar. Wenn die sinks des Latches +-20mA können, darf man das ja eigentlich auch nutzen. Das Gleiche könntest du sonst auch bei signal-LEDs an einem µC Pin vorwerfen: Das sind auch keine Analogschalter? ;-)
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Nur, weils so schön ist hier mal eine einzelne "RGB-Kachel" von innen, hier rot durchgebrannt. Ich weiß, das ist Lochraster und da ist viel Lötzinn. aber da gibts keine Kurzschlüsse, versprochen (auch weil nachgemessen). Desweiteren: Können Stromspitzen beim Schalten der Latches verantwortlich sein? A.k.a. wäre es ggf. sinnvoll aus den Vorwiderständen RC Tiefpässe zu machen (zwischen R's und LED Kathoden mit Kondensatoren puffern)?
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Alex V. schrieb: > Können Stromspitzen beim Schalten der Latches verantwortlich sein? Da gibt es keine Stromspitzen.
@Alex V. L. (bastel_alex): hast Du die LEDs bei dem Händler gekauft, den Du verlinkt hast? Da kaufe ich oft, und habe mit der Qualität eigentlich keine Probleme, bei 200 Stück kann schon mal eine 'Faule' dabei sein. Schaltung und eingestellte Ströme sollten kein Problem sein, bei 'Weiß', also alle Farben gleichzeitig an, kann es termisch knapp werden, aber auch erst nach längerem Betrieb. Einziger kritischer Punkt, den ich sehe, könnte das abbiegen der Anschlüsse sein, das ist recht nah am Gehäuse, und bei den 4-Pin RGBs ist dieser Bereich deutlich geschwächt, da kann es zu Rissen kommen. Mit freundlichem Gruß - Martin
Hallo Martin, danke für deine Antwort - ja habe ich! Momentan ist es so, dass die 8 LED RGBs alle nie länger als 30 sekunden die selbe Farbkonfiguration haben - also recht häufig durchwechseln. Mich hat eben gewundert (bezgl. "faulen" LEDs), dass mir gleich eine zweite hops gegangen ist (und eben auch rot), als ich die ausgefalle ausgetauscht habe. Wäre ja schon ein ordentlicher Zufall. Die hat kurz aufgeleuchtet (die Konfiguration auf dem Stecker war beim Tauschen noch aktiv) und war dann direkt tot. Gegen Riss am Gehäuserand (danke für den Hinweis allerdings) spricht aber ja auch, dass die roten wirklich durchgebrannt sind, der halbleiter+kunststoff ist an der stelle ja jetzt "gebräunt". Deshalb war ich in Richtung hardware-debugging unterwegs und dachte erst da ist was Ausgangszweig kaputt gegangen. Bloß, wie schon korrekt angemerkt wurde: Selbst wenn das Latch durchbrennen würde, wäre der Maximalstrom durch die LED ja immernoch durch LED Drop-Off + Vorwiderstand begrenzt auf 15mA. Ich versteh's nicht. Ich werde die zwei morgen mal reparieren und hoffen, dass sich das nicht wiederholt. Sowas mag ich eigentlich gar nicht ;-)
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Alex V. schrieb: > Tatsächlich eher kurz abgeschnitten, aber mit Beinchen angelötet und > umgebogen... wieso?? Und dabei ist das Gehäuse an der Durchführung der Anschlussbeine sicher heil geblieben? Alex V. schrieb: > Heute ist mir allerdings die rote LED einer RGB durchgebrannt, Was heißt durchgebrannt? [ ] Tod durch zuviel Strom [ ] Tod durch ESD [ ] kein Stromfluss mehr [ ] interner Kurzschluss [ ] k.A.
Du als Fachmann hast sicher bereits mit einem Osc den Spannungsverlauf beim Start gemessen und festgestellt, dass es da keinen Peak gibt?
Für 'Durchbrennen' müsste ja der Vorwiderstand kurzgeschlossen werden, falsch sein, oder defekt sein. Ein Kurzschluß zwischen den LED-Kathoden ist allerdings auch problematisch, da Rot die niedrigste Flußspannung hat, da fließt dann der geamte Strom durch den roten Chip, das ist dann mehr als das Doppelte, da die anderen Farben ja kleinere Vorwiderstände haben. Mit freundlichen Grüßen - Martin
>Mich hat eben gewundert (bezgl. "faulen" LEDs), dass mir gleich eine >zweite hops gegangen ist (und eben auch rot), als ich die ausgefalle >ausgetauscht habe. Wäre ja schon ein ordentlicher Zufall. Die hat kurz Dann ist der "rote" Vorwiderstand offensichtlich zu niedrig, bzw. entspricht nicht dem, was im Plan steht. Meß den doch mal nach.
bko schrieb: > Sperrspannung überschritten? Auch mein Verdacht. Vieleicht solltest du da noch Transistoren nachschalten, wenn du schon keine Logik mit Open-Collector Ausgang verwendest.
Hi Da die Sperr-Spannung bei allen LEDs ca. 6V beträgt, müssten sich die anderen Farben eigentlich ebenfalls verabschieden. MfG
@ bko (Gast)
>Sperrspannung überschritten?
So? Wo soll denn die Sperrspannungsüberschreitung herkommen?
bko schrieb: > Sperrspannung überschritten? Der war gut! Dodo schrieb: > Auch mein Verdacht. Der ist noch besser! Auf so eine Idee muß man erst mal kommen. Gibt es zu den LED ein richtiges Datenblatt? Vielleicht ist 3x 20mA gleichzeitig zu viel.
Also! Für mich sieht, das Bild, eher führ einen totalen Kurzschluss aus. Obwohl es laut Aussage nicht so ist. Ich gehe eher davon aus, das die Led, mit zuviel Strom betrieben wird. Trenne einen Pin am Led ab uns schliesse ein Messgerät in Reihe an und Messe den Strom dan Weisst du mehr.
bko schrieb: >> Sperrspannung überschritten? >Der war gut! Alex V. schrieb: > Latches deshalb, weil 8 RGB Leds veränderbar und > gemultiplext über eine Labview-Karte angesprochen werden. + Pushpull Ausgang des 74hc75 => eventuell Polaritätswechsel an der LED? Wie sieht der Rest der Schaltung aus? Wie der Multiplexer? Zitat hier: http://www.ferromel.de/tronic_16.htm
Ich habe mir mal ein Datenblatt von Reichelt angeschaut. http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A500/LL-509RGBC2E-006.pdf Ich denke, mein Verdacht bestätigt sich. Da steht max. 100mW und ein max. Strom von 35mA. In der Praxis sollte man da wesentlich darunter bleiben.
Du knallst Spannung auf ein Logikausgang. Sollte man nicht machen. Da gilt dann das recht des stärkeren. Ist der Logikausgang stärker überlebt er vielleicht - legt dann aber eine Spannung evtl auch z.B. 5,2Volt (das habe ich gerne mal bei einem USB-Steckernetzteil) in Sperrrichtung an deine LED. Für manche LED ist das schon oberhalb der maximal zulässigen. Ich will gar nicht darauf bestehen das das die Ursache deines Problems ist, ich kenne die maximale Sperrspannung deiner LED ja nicht. Es ist in meinen Augen ein Designfehler und ich würde so was grundsätzlich nicht so bauen. Logikausgänge sind keine Schalter - Transistoren schon eher.
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Martin S. schrieb: > Ein Kurzschluß zwischen den LED-Kathoden > ist allerdings auch problematisch, da Rot die niedrigste Flußspannung > hat, da fließt dann der geamte Strom durch den roten Chip, das ist dann > mehr als das Doppelte, da die anderen Farben ja kleinere Vorwiderstände > haben. Danke für den Punkt Martin, auf Kurzschlüsse habe ich eigentlich alles durchgepiept, aber ich halte mal weiter die Augen offen! Jens G. schrieb: > Dann ist der "rote" Vorwiderstand offensichtlich zu niedrig, bzw. > entspricht nicht dem, was im Plan steht. Meß den doch mal nach. s.o., habe ich ja. Der stimmt (180Ohm). michael_ schrieb: > Gibt es zu den LED ein richtiges Datenblatt? > Vielleicht ist 3x 20mA gleichzeitig zu viel Ich hab leider nie eins gefunden und musste mich auf die Angaben des Händlers verlassen, die da das oben angefügte Bild wären - und auf de, Tütchen noch einmal "LED-50RGB / Stk.:50 5mm RGB gem.Plus/630,525,470nm ca. 10000 mcd/40" U=2.2V / 3.3V / 3.4V / I =20mA" bko schrieb: > Wie sieht der Rest der Schaltung aus? > Wie der Multiplexer? Dodo schrieb: > Ich will gar nicht darauf bestehen das das die Ursache deines Problems > ist, ich kenne die maximale Sperrspannung deiner LED ja nicht. > Es ist in meinen Augen ein Designfehler und ich würde so was > grundsätzlich nicht so bauen. Logikausgänge sind keine Schalter - > Transistoren schon eher ich hab euch die ganze Schaltung einmal angehängt. Ist kein Hexenwerk. Ich weiß natürlich, dass Latches keine Schalter sind, musste nur (auch Zeitbedingt) insgesamt fürs Design mit dem auskommen, was der Händler hier da hatte - und wollte Komplexität und Aufwand minimal halten. Klar, rächt sich manchmal. michael_ schrieb: > Ich denke, mein Verdacht bestätigt sich. > Da steht max. 100mW und ein max. Strom von 35mA. > In der Praxis sollte man da wesentlich darunter bleiben. Danke Michael. In der tat kommmen aber mit meinen Vorwiderständen tatsächlich maximal 35mA in Frage (weil max 15mA pro Ausgang, bei grün sinds eigentlich 14mA, bei Blau 13mA) - und das auch nur wenn die LEDs auf weiß geschaltet sind, was sie nur in 1/8 der Fälle und idR nur für maximal <30sekunden sind. ALLERDINGS sind das im Schlimmsten Fall 125mW - also zu Viel. sollte das datenblatt auf diese leds zutreffen hieße das (falls das hier der Grund ist), dass ich die Vorwiderstände weiter erhöhen muss. Ich werde die zwei LEDs jetzt mal austauschen und die Vorwiderstände auch, so dass wirklich max 100mW hinkommen - wie gesagt, die werden auch nur in 1/8 der Fälle zeitlich begrenzt in Anspruch genommen.
Alex V. schrieb: > - wie gesagt, die werden auch > nur in 1/8 der Fälle zeitlich begrenzt in Anspruch genommen. Was glaubst Du denn, welche thermische Trägheit solch ein fliegenschissgroßer Halbleiterkristall in einem thermisch recht gut isolierenden Kunststoffgehäuse ohne Konvektionsströmungen hat? Da reden wir eher von einer Überlebensdauer von 30ms statt 30s. Und die Tatsache, dass die Überlast in einem Achtel der Fälle auftritt, bedeutet aber auch, dass bei jedem Muster ein Achtel der LED vorgeschädigt wird und irgendwann ausfällt.
Mit 180R kannst Du ewig warten, bis die LED durchbrennt. Du hast definitiv einen Masseschluß direkt zur Kathode der LED.
Wenn sich da, nach einem kurzen Moment, etwas in der LED schwarz verfärbt, lag es sicher nicht an einem, einen Tick, zu kleinen Vorwiderstand. Bei 20% Überlast stirbt eine 5mm LED nicht sofort, meist verkürzt sich nur die Lebensdauer, sind dann halt nur 2000 Stunden statt 15000. Ich betreibe RGB-LEDs des gleichen Anbieters mit 50% Pulslänge (1/2 Multiplex) an 150 Ohm für Rot und 120 Ohm für Grün und Blau (5V Betriebsspannung), oft stundenlang auf Weiß, bisher keine Ausfälle, und da sind sicher schon 1000 Betriebsstunden drauf. In den Datenblättern für RGB LEDs gibt es oft Unklarheiten darüber, ob die Maximalwerte pro Chip auch gelten, wenn alle 3 Chips gleichzeitig leuchten, oder ob dann die Leistung reduziert werden muss. Ich hatte mal, aus Interesse, eine (monochrome) 5mm LED mit 80 mA laufen lassen, die ist erst nach ein paar Tagen Dauerbetrieb ausgefallen. Verbrannt oder geschmolzen war da nichts. Edit: Sperrspannung ist hier sicher nicht das Problem, die Spannung an der LED wird ja nicht umgepolt, Anode liegt dauerhaft an VCC, Kathode wechselt zwischen GND und VCC, also Spannung in Durchlassrichtung oder Null. Mit freundlichen Grüßen - Martin
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Danke Martin. Immernoch ein kleines Rätsel. Ich bin mal gespannt wie sich das ganze (jetzt repariert) in den nächsten Tagen verhält.
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