Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik weiße LED an 3.3V


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von Ralf G. (ralg)


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moin.

Das Thema wurde schon öfter behandelt. Ich weiß.

Zur Umsetzung habe ich mir den PR4401 ausgesucht.
Beitrag "Re: weiße Led an Attiny mit 2.4V"

Mir sind allerdings noch zwei Punkte unklar.
(1) Eingangsspannung
Im Datenblatt
https://www.prema.com/images/downloads/Datenblatt_PR4401_PR4402.pdf
steht:
1
Supply Voltage, max. operating [V] 1.90 (min)
Kommt bei höherer Eingangsspannung die Reglung aus dem Takt? Wurde nur 
die Angabe des Maximalwertes 'vergessen'? Weiter oben steht ja bei 8V 
Vcc 'no damage'. Oder bedeutet die Angabe was ganz anderes?
(2) Ansteuerung mit PWM
Falls ich einen LED-Strom >10mA benötigen werde (fange gerade mit den 
Tests an), würde ich zur Sicherheit die Stromquelle mit LL-FET schalten. 
Allerdings: highside oder lowside oder egal?

Vielen Dank für eure Mühen.

von Falk B. (falk)


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@ Ralf G. (ralg)

>Zur Umsetzung habe ich mir den PR4401 ausgesucht.

Der ist dafür aber ungeeignet.

>Supply Voltage, max. operating [V] 1.90 (min)

>Kommt bei höherer Eingangsspannung die Reglung aus dem Takt?

Eher nicht. Was genau passiert, weiß nur der Hersteller. Man kann es für 
ein Bastelprojekt probieren.

>die Angabe des Maximalwertes 'vergessen'? Weiter oben steht ja bei 8V
>Vcc 'no damage'.

Ja, kurzzeitig. Aber diese Angaben sind nicht für Dauerbetrieb gedacht.

>Falls ich einen LED-Strom >10mA benötigen werde (fange gerade mit den
>Tests an), würde ich zur Sicherheit die Stromquelle mit LL-FET schalten.
>Allerdings: highside oder lowside oder egal?

High side. Wenn du die LOW Side schalten willst, muss du GND und GND der 
LED zusammen schalten.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Die meisten weißen LED's leuchten bereits bei 3 Volt.

Wenn du sie mit einem bestimmten Strom betrieben musst, brauchst du eine 
höhere Spannung. Bei der Gelegenheit liegt es natürlich nahe, einen 
Spannungswandler zu benutzen, der direkt den Strom regelt (nicht die 
Spannung).

Was ist denn dein konkreter Anwendungsfall und wie lauten die 
Anforderungen?

von Ralf G. (ralg)


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Falk B. schrieb:
> Der ist dafür aber ungeeignet.
Mist. Und ich dachte jetzt: der wär' gerade richtig. :(

Falk B. schrieb:
> diese Angaben sind nicht für Dauerbetrieb gedacht.
Ja logisch, ich wollt' ja auch nur bis 3.3V ;-)

Falk B. schrieb:
> Wenn du die LOW Side schalten willst, muss du GND und GND der
> LED zusammen schalten.
Also Regler und LED als 'Komplettpaket'...

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Ralf G. schrieb:
> Kommt bei höherer Eingangsspannung die Reglung aus dem Takt?

Er geht ggf. sogar kaputt. Also ungeeignet.

Klar ist, daß man mit 3.3V echt schlecht da steht, weil die
von der LED benötigte Spannung niedriger oder höher sien kann
und man kaum eine Möglichkeit hat, den Strom zu regeln.

Also braucht man einen step up Wandler, wei du erkannt hast.

Ein LT1073 ist variabel einsetzbar, mit 0.2V am shunt kostet
er nicht viel Verlust, aber der Chip ist teuer.

   +---+----+-L1-+-|>|-+---+     L1 = 120uH/>400mA/<0.5Ohm
   |   |    |2   |3    |A  |  -|>|- = SB120 oder 1N5817, notfalls 1N4148
  +|  R1  +--------+8 LED  |     R1 = 130 Ohm
   |   |  |        |   |   |+
 3.3V  +--| LT1073 |---+  47uF   R2 = 22 Ohm für 10mA LED
   |      |        |   |   |
   |     1+--------+   R2  |
   |        |4   |5    |   |
   +--------+----+-----+---+

Billiger ggf. NCP3066 oder FAN5331, FAN5333

Ralf G. schrieb:
> Falls ich einen LED-Strom >10mA benötigen werde (fange gerade mit den
> Tests an), würde ich zur Sicherheit die Stromquelle mit LL-FET schalten.
> Allerdings: highside oder lowside oder egal?

Unnötig wenn man den richtigen step up verwendet, der gleuch den Strom 
regelt.

von Ralf G. (ralg)


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Michael B. schrieb:
> Ralf G. schrieb:
>> Falls ich einen LED-Strom >10mA benötigen werde (fange gerade mit den
>> Tests an), würde ich zur Sicherheit die Stromquelle mit LL-FET schalten.
>> Allerdings: highside oder lowside oder egal?
>
> Unnötig wenn man den richtigen step up verwendet, der gleuch den Strom
> regelt.
Ich hab' da was vergessen: ein AVR soll die Steuerung übernehmen. (Kam 
im Eröffnungspost nicht so richtig raus, ich habe leider vorausgesetzt, 
dass es klar ist, dass ich mich auf die Ansteuerung wie im verlinkten 
Beitrag
https://www.mikrocontroller.net/topic/goto_post/2241883
beziehe.)

von Falk B. (falk)


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@ Ralf G. (ralg)

>Ich hab' da was vergessen: ein AVR soll die Steuerung übernehmen.

Nimm eine Ladungspumpe. Die ist einfach und auch sicher beim Ausfall der 
Ansteuerung. Dazu brauchst du nur ein OCRx Pin, mit dem du einen Takt 
ausgeben kannst. Die Kondensatoren kann man auf die Taktfrequenz und den 
Ausgangsstrom anpassen.

Größere Kondensatoren oder höhere Frequenz -> mehr Ausgangsstrom.

von Ralf G. (ralg)


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Falk B. schrieb:
> Nimm eine Ladungspumpe.

So mach' ich's! Danke.

von Mike J. (linuxmint_user)


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Die LEDs fangen ab 2.4V an zu leuchten und meist fällt an ihnen eine 
Spannung von etwa 3V ab wenn die typische Strommenge rüber fließt.
Mit R=U/I=0,3/0,01A=30 Ohm würden also 10mA rüber fließen.

von Thomas E. (picalic)


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Mike J. schrieb:
> Mit R=U/I=0,3/0,01A=30 Ohm würden also 10mA rüber fließen.

Theoretisch - bei Annahme von Durchschnittswerten.
Praktisch wird der Strom dann - je nach konkreten Daten der LED und 
aktueller Temperatur - wohl irgendwo zwischen 3 und 30 mA liegen.

: Bearbeitet durch User
von Mike J. (linuxmint_user)


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Thomas E. schrieb:
> wohl irgendwo zwischen 3 und 30 mA liegen.

Wenn er es nur für sich macht (keine Serienproduktion) kann er einfach 
mal den Spannungsabfall einer LED bestimmen und das sollte dann 
ausreichen.
Ich würde für eine einzelne LED nicht solch einen Aufwand treiben. 
Wahrscheinlich ist es auch nur eine Status-LED wo es auch ausreicht wenn 
da 1mA rüber fließen.

von Harald W. (wilhelms)


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Ralf G. schrieb:

> weiße LED an 3.3V

Vielleicht geht ja auch eine gelbe LED genausogut.
Die könnte man problemlos per Ein-Transistor-Treiber anbinden.

von Jens G. (jensig)


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@Ralf G. (ralg)

>Kommt bei höherer Eingangsspannung die Reglung aus dem Takt? Wurde nur
>die Angabe des Maximalwertes 'vergessen'? Weiter oben steht ja bei 8V
>Vcc 'no damage'. Oder bedeutet die Angabe was ganz anderes?

Ja, und weiter unten steht:

The input voltage must be 1.9 V at maximum. At
higher voltages the circuit may not trigger and
start up correctly. Therefore operation with one
Alkaline, NiCd, or NiMH cell (AA or AAA type) is
recommended.

Warum lest Ihr nicht einfach das DB ...

>Michael Bertrandt (laberkopp)

>Ralf G. schrieb:
>> Kommt bei höherer Eingangsspannung die Reglung aus dem Takt?

>Er geht ggf. sogar kaputt.

Wo steht das?

>Also ungeeignet.

Das ja ...

von Route_66 H. (route_66)


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Harald W. schrieb:
> Vielleicht geht ja auch eine gelbe LED genausogut.
> Die könnte man problemlos per Ein-Transistor-Treiber anbinden.

...oder noch besser: eine infrarote, die hat deutlich geringere 
Anforderungen...

P.S. ich mache auch gern bekloppte Vorschläge.

von Harald W. (wilhelms)


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Route 6. schrieb:

> ...oder noch besser: eine infrarote, die hat deutlich geringere
> Anforderungen...
>
> P.S. ich mache auch gern bekloppte Vorschläge.

Der TE hat leider nicht gesagt, warum er unbedingt eine
weisse LED will. Viele Anfänger nehmen die einfach nur,
weil sie der altbekannten Glühlampe am meisten ähnelt.
Gelbes Licht ist durchaus auch für einfache Beleuch-
tungszwecke geeignet, wie man z.B. an manchen Strassen-
beleuchtungen sieht.

von Mike J. (linuxmint_user)


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Harald W. schrieb:
> Der TE hat leider nicht gesagt, warum er unbedingt eine
> weisse LED will.
Es ist auch eine gute Praxis ihm Ausweichmöglichkeiten anzubieten.

OT:
Es ist ja oft so dass das Problem nicht richtig beschrieben wird und 
auch nicht gesagt wird was der TO eigentlich machen will.
Ich habe schon Threads beobachtet in denen eine Frage beantwortet wurde 
und die Lösung hochkompliziert war. Der TO war Neuling und war sich 
nicht bewusst dass es auch eine viel einfachere Lösung für das Problem 
gibt.

Durch Jahrzehnte Forumserfahrung und ein bisschen übersinnliche 
Fähigkeiten konnte ich aus den nicht heraus bestimmen was für ein 
Problem er eigentlich hat ... ohne dass er das mal erwähnt hat.

Hätten die anderen ihn mal gefragt: "was soll es denn werden" oder "was 
willst du denn eigentlich machen", dann hätte der TO und die helfenden 
User nicht so viel Zeit verschwendet.

Man kann teilweise nicht sehen ob der TO ein Neuling ist weil die 
Fragestellung sehr gut formuliert wurde.

von Äxl (geloescht) (Gast)


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Mike J. schrieb:
> Man kann teilweise nicht sehen ob der TO ein Neuling ist weil die
> Fragestellung sehr gut formuliert wurde.

:top:

von Karl (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Gelbes Licht ist durchaus auch für einfache Beleuch-
> tungszwecke geeignet, wie man z.B. an manchen Strassen-
> beleuchtungen sieht.

Allerdings scheint mir die Effizienz gerade bei gelb / amber LED 
ziemlich miserabel im Vergleich zu grün oder weiss. Und damit meine ich 
nicht gefühlt, sondern auch die Datenblattangaben.

von Harald W. (wilhelms)


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Karl schrieb:

> Allerdings scheint mir die Effizienz gerade bei gelb / amber LED
> ziemlich miserabel im Vergleich zu grün oder weiss.

Das hängt mit dem Photometrischen Strahlungsäquivalent zusammen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Photometrisches_Strahlungs%C3%A4quivalent

von Manfred (Gast)


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Karl schrieb:
> im Vergleich zu grün oder weiss.

Vorsichtig: Früher, 80er Jahre, lagen grüne LEDs um 1,9Volt und man 
brauchte 10mA, um eine einigermaßen sichtbare Kontrollampe darzustellen.

Letztes Jahr gekaufte LEDs sind unter einem mA schon deutlich und bei 
10mA unerträglich hell - dann aber auch mit einer Flußspannung auf dem 
Niveau von weiß / blau.

Ich wollte die Grünen eh mal messen ...

von Wolfgang (Gast)


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Manfred schrieb:
> Ich wollte die Grünen eh mal messen ...

Wenn du da irgendwie zu quantitativen Aussagen bzgl. des Lichtstromes, 
der Beleuchtungstärke oder was auch immer kommen möchtest, wirst du 
deinen Aufbau noch "etwas" verfeinern müssen, insbesondere um eine 
aussagekräftige photometrische Messung.

von Martin S. (led_martin)


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Wolfgang schrieb:
> Wenn du da irgendwie zu quantitativen Aussagen bzgl. des Lichtstromes,
> der Beleuchtungstärke ...

Also ich finde den rein subjektiven Eindruck schon recht deutlich, bei 
dem Vergleich Alt gegen Neu. (Daß die Raum- / Arbeitsplatz-Beleuchtung 
unverändert geblieben ist, nehme ich jetzt einfach mal an.)

Mit freundlichen Grüßen - Martin

von Mike J. (linuxmint_user)


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Wolfgang schrieb:
> insbesondere um eine
> aussagekräftige photometrische Messung.

Er macht das doch nur damit er es einfach mal vergleichen kann.

Ich hatte mal zwei mini-Taschenlampen verglichen und irgendwie waren 
beide Bilder der angestrahlten wand sehr ähnlich obwohl die 
Glühlampen-Taschanlampe viel dunkler war.
Man muss einfach die manuelle Einstellung am Fotoapparat auswählen und 
eine feste Belichtungszeit und ISO-Wert einstellen, dann sollte es 
passen.
Ich hatte damit eine Wand angestrahlt, aber in den Bereicht von 
"anstrahlen" kann man ja bei der älteren grünen LED nicht kommen.

Bei meinem USB-Hub ist auch eine blaue LED drin die brachial hell war 
und mich sehr nervte.
Als ich das Ding dann zerlegt hatte konnte ich einen Strom von 1mA 
messen.
Ich hatte den Widerstand erst gegen 10kOhm gewechselt und dann gegen 
100kOhm, das reicht da man ja nur erkennen muss ob der Hub aktiv ist.

von Manfred (Gast)


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Mike J. schrieb:
> Er macht das doch nur damit er es einfach mal vergleichen kann.

Weiter oben im Thread wurden (zu Recht) Bedenken geäußert, dass Weiß an 
3,3V zu wenig Spannungsreserve für einen ordentlich konstanten Strom 
hat. Das hat mich angestoßen, endlich mal die Flußspannung der Grünen 
aufzunehmen - dass die deutlich höher als früher ist, war mir ja 
bekannt.

Was die Helligkeit angeht, kann ich diese nicht messen. Für ein Gerät, 
wo ich vier verschiedene verbaut habe, habe ich mir Vorwiderstände also 
subjektiv ausgeguckt, allerdings habe ich 5 Volt.

> Bei meinem USB-Hub ist auch eine blaue LED drin die brachial hell war
> und mich sehr nervte.

Das Ärgernis kommt mir bekannt vor, hier an einem Fernseher.

Ich habe eine blaue LED als Orientierungslicht an einer 18650, da habe 
ich 9,1k vor, nachts blendet das Ding trotzdem noch.

von Karl (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Das hängt mit dem Photometrischen Strahlungsäquivalent zusammen.

Erzähl mir was Neues. Genau deswegen meinte ich ja: Nach Datenblatt. Und 
da schneiden gelbe / amber LED der gleichen Reihe, z.B. von Osram, auch 
nach Berücksichtigung der V-lambda-Kurve schlechter ab als grüne oder 
(hell)rote. Scheint da eine Effizienzlücke im Material zu geben.

Manfred schrieb:
> dass Weiß an
> 3,3V zu wenig Spannungsreserve für einen ordentlich konstanten Strom
> hat

Ich hab gestern welche auch einem LED-Strip vermessen, die waren bei 
2,2V schon als Anzeige gut zu sehen, bei 2,8V hatten sie dann volle 
Helligkeit, da konnte man nicht mehr reinschauen.

Aber da die stark streuen, ist das nicht verlässlich, der gleiche Typ 
kann bei der nächsten Lieferung auch 3,3V haben, wenn man nicht ein 
explizites Spannungsbinning haben will. Und meist sucht man lieber nach 
Farbort-Binning aus.

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