Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leucht-Dioden, geringste U-Durchlass, gesucht u. hellst !


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von No (Gast)


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Hey!  Wer weiss die hellsten Leucht-Dioden, am liebsten weiss, bei 
geringster Durchlass-Spannung, die bei möglichst wenig mA voll hell 
strahlen ?
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Wer den Hintergrund wissen will:
I)  Ich habe ein Holzschaufelrad (∅ = 20 cm), an einen 2 m Besenststiel 
montiert. Das soll eine Bastel-Gruppe in einen Bach halten, der ziemlich 
langsam fliesst, (2 m/s, ca. 7 km/h),; soll ein Laufwasser- Kraftwerk 
demonstrieren;
II) Die Drehzahl [n] des Holzschaufelrades ist also langsam; an die 
Seite kommt deshalb eine Holzscheibe mit ∅ = 15 cm, mit einer Nut 
rundherum, für einen Gummi, der ein kleines Holzrädchen, ∅ = 2,5 cm, 
antreibt; n wird also 6,5  mal höher; daran kommt ein leicht laufender 
"Motor-Generator" (den ich habe):
a) Er läuft ab 2,5 V Spannung u. braucht dabei 45 mA;
b) Wenn man mit einem aufgewickelten Faden die Welle zum Rotieren 
bringt, gibt er 0,5 V - als viel weniger Spannung, als er vorher 
aufgenommen hat - bem Rotieren als Motor;
-- Ich will doch zeigen, dass das Wasser genug Spannung bringt- um 
Dioden zum Leuchten zu bringen;
--  Also muss eine oder (parallel), mehrere Leucht-Dioden her, mit 
geringster Durchlassspannung;
-- wieviel Strom er abgibt, bei Drehzahl ca. 30 / sec im Bach -  weiss 
ich noch gar nicht;
III) Oder: was gibts für einen Motor,  der invers, also auch als 
Generator fkt, aber eben mehr Volt abgibt - bei  n = 30 U/ sec  ?
Bin ja gespannt auf Euch !

von Robert (Gast)


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No schrieb:
> III) Oder: was gibts für einen Motor,  der invers, also auch als
> Generator fkt, aber eben mehr Volt abgibt - bei  n = 30 U/ sec  ?
> Bin ja gespannt auf Euch !

Nimm irgendeinen kleinen Schrittmotor.
Der erzeugt, dank seiner hohen Polzahl, schon bei geringer Drehzahl 
(100u/min reicht bei einem typischen 5,25"-Floppy-Kopfmotor für >3V) 
eine ausreichend hohe Spannung. Allerdings eine Wechselspannung.
Daran kann man z.b. einfach 2 entgegengesetzt parallel geschaltete LEDs 
in Wunschfarbe schalten, am besten halt keine ultraschwachen aus den 
70ern sondern was aktuelles, damit man auch was sieht.
Mit 2 Gleichrichtern kann man beide Wicklungen nutzen und mit einem 
Ultracap (falls das Wasserrad nicht konstant läuft oder der Riemen mal 
kurz rutscht) und Spannungsregler konstante z.b. 5V erhalten um mehr zu 
betreiben als nur eine LED. Ein Watt kann o.g. Motor leicht liefern.

von MaWin (Gast)


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Verwende einen Fahrrad-Dynamo und Fahrrad-Licht, der hat den Vorteil 
auch bei unterschiedlichen Drehzahlen immer dieselbe Leistung abzugeben, 
und dein Laufrad wird den problemlos antreiben können.

Suche nichts physikalisch unmögliches, wie eine Spannung unterhalb der 
Lichtwellenlänge (infrarot-LEDs haben eine niedrige, bloss sieht man ihr 
Licht nicht) oder 'die hellsten bei geringem Strom' denn die sind bloss 
stark gebündelt, so kann man aus jeder Funzel ein helles Licht machen, 
blöderweise sieht man sie dann nur in einer Richtung.

Das Leben besteht aus Kompromissen. Bei grün ist das Auge am 
emofindlichsten. Helle grüne LEDs sind gepumpt, brauchen also eher 3.2V 
als 2.2V.

https://www.sparkfun.com/products/8285

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Wie wäre es mit einem Fahrrad Dynamo?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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No schrieb:
> Wer weiss die hellsten Leucht-Dioden, am liebsten weiss, bei geringster
> Durchlass-Spannung, die bei möglichst wenig mA voll hell strahlen ?

Perpetuum mobile gesucht? ;-)

Die Physik gebietet: geringste Durchlassspannung haben IRED, die
liegen meist bei nur 1,5 V.  Rot könnte theoretisch mit 1,8 V
auskommen, aber die meisten heutigen roten LEDs brauchen etwas
mehr.

Weiß geht nur über den Umweg von Ultraviolett (und Leuchtstoff),
und da läuft unter 3 V nichts.  RGB-Weiß braucht ein bisschen weniger
(blau statt UV), aber der Wirkungsgrad ist schlechter.

von Minimalist (Gast)


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Da 30 U/s alles andere als langsam ist, gehe ich davon aus, das du 
entweder 30/min (Alle 2 Sekunden) oder gar 1U/30 sek. meinst.
Bei 30 rpm könnte ein Schrittmotor als Generator funktionieren. Und dann 
rote LED nehmen.

von Manfred (Gast)


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MaWin schrieb:
> Bei grün ist das Auge am emofindlichsten.
> Helle grüne LEDs sind gepumpt, brauchen also eher 3.2V
> als 2.2V.

Ich habe gerade die Tage eine Grüne China-NoName gemessen, mehr als 2,2, 
aber unter 3 Volt.

von Werner H. (werner45)


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Du weißt aber schon, daß das Schaufelrad bei Belastung immer mehr 
Schlupf bekommt, bis es schließlich stillsteht und das Wasser nur dran 
vorbei fließt?

Jeder normale Kollektormotor kann auch als Generator laufen. Einer für 
48 bis 230 V könnte auch bei geringer Drehzahl genügend Spannung für 
eine Led liefern.

Gruß   -   Werner

von Mani W. (e-doc)


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No schrieb:
> Ich habe ein Holzschaufelrad (∅ = 20 cm),

No schrieb:
> Die Drehzahl [n] des Holzschaufelrades ist also langsam; an die
> Seite kommt deshalb eine Holzscheibe mit ∅ = 15 cm, mit einer Nut
> rundherum, für einen Gummi, der ein kleines Holzrädchen, ∅ = 2,5 cm,
> antreibt; n wird also 6,5  mal höher; daran kommt ein leicht laufender
> "Motor-Generator" (den ich habe):

MaWin schrieb:
> Verwende einen Fahrrad-Dynamo und Fahrrad-Licht

Sehr zu bezweifeln, dass das kleine Wasserrad die Kraft aufbringt,
um die magnetischen Haltekräfte des Fahrraddynamos zu überwinden...


Ein Kleiner Antriebsmotor eines Kassettenrecorders wird eher etwas
bringen, und bei Verwendung roter LEDs mit geringerer Durchlass-
spannung könnte es vielleicht zum Leuchten kommen...

von Dieter (Gast)


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Glaube für Dich wäre die richtige Schaltung bestehend aus einer 
Scotty-Diode (wegen Wechselstrom) und einem Aufwärtswandler mit einem 
Transistor, der Typische Joule Thieve. Das funktioniert dann bereits ab 
1 bis 1,1V.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Sehr zu bezweifeln, dass das kleine Wasserrad die Kraft aufbringt,
> um die magnetischen Haltekräfte des Fahrraddynamos zu überwinden...

Du gehst hier vermutlich von einem alten Reibrad-Dynamo aus. Wir meinten 
aber aktuelle Technik, also einen Naben-Dynamo. Die sind sehr 
leichtgängig.

Die Scheinwerfer aktueller Fahrräder flackern schon bei Schritt-Tempo 
gut sichtbar. Mit einem zusätzlichen Kondensator könnte man das Flackern 
reduzieren. Oder man nimmt ein Rücklicht, da wäre der Kondensator schon 
mit drin.

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von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dieter schrieb:
> Scotty-Diode ... Joule Thieve
:-D

No schrieb:
> Ich habe ein Holzschaufelrad (∅ = 20 cm)
Vermutlich auch noch Aussendurchmesser?
Und wie groß sind die Schaufeln?
Welches Drehmoment bringt die Konstruktion im Bach auf die Welle?

No schrieb:
> Ich will doch zeigen, dass das Wasser genug Spannung bringt
Ja, hier reicht der gute Wille allein offenbar noch nicht. Man braucht 
ein wenig Physik dazu.

von Volker S. (vloki)


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No schrieb:
> III) Oder: was gibts für einen Motor,  der invers, also auch als
> Generator fkt, aber eben mehr Volt abgibt - bei  n = 30 U/ sec  ?
> Bin ja gespannt auf Euch !

Also wenn es wirklich 30U/sec sind, dann such mal bei Pollin nach Motor 
+ Bosch. Die 1397220463 und 1397220295 haben wir kürzlich mal getestet 
für ein ähnliches Projekt. Als Windrad mit dem Rotor direkt auf der 
Welle muss dafür schon ein kräftiger Wind wehen, aber bei 30U/sec per 
Wasserkraft sollten die sehr gut funktionieren...

von Bernd K. (bmk)


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Volker S. schrieb:
> Also wenn es wirklich 30U/sec sind, dann . . .

Mal überprüfen.

No (Gast) schrieb:
>Ich habe ein Holzschaufelrad (∅ = 20 cm) . . .
>. . .in einen Bach halten, . . . (2 m/s, ca. 7 km/h)

Ein Schaufelrad 20cm Durchmesser hat 0,63m Umfang

Hätte der Bach eine Fließgeschwindigkeit von 0,63m/s,
erführe das Schaufelrad eine Drehzahl von 1U/sec (ohne Schlupf)

Der Bach hat eine Fließgeschwindigkeit von 2m/s (real),
Das Schaufelrad hat somit eine Drehzahl von rd. 3U/sec = 180Upm

Wäre schön, wenn der TO sich mal meldet . . .

: Bearbeitet durch User
von Mani W. (e-doc)


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Stefan U. schrieb:
> Du gehst hier vermutlich von einem alten Reibrad-Dynamo aus. Wir meinten
> aber aktuelle Technik, also einen Naben-Dynamo. Die sind sehr
> leichtgängig.

Sorry,auch hier muss ich widersprechen, da ich einige -zig
Nabendynamos für andere Zwecke verbaut habe, und die "hakeln" bei
Handbetrieb sehr grob, also man spürt die Magnetkräfte...

Aber möglich, dass es auch andere gibt...

von Lurchi (Gast)


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EIn Fahrraddynamo ist schon recht schwergängig. Ein Schrittmotor könnte 
da schon passender sein. Allerdings ist die Spannung oft recht klein. Ob 
es so direkt für eine LED reicht, müsste man probieren.
Da so ein Motor Wechselstrom ausgibt könnte man im Prinzip einen kleinen 
Trafo nutzen um die Spannung hoch zu setzen, so dann man dann dort 
direkt die LED mit Diode oder 2. LED anti-parallel betreiben kann. Falls 
es zu viel Strom für die LED wird, ggf. noch einen Widerstand dazu.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Da so ein Motor Wechselstrom ausgibt könnte man im Prinzip
> einen kleinen Trafo nutzen um die Spannung hoch zu setzen

Das ist ungefähr genau so sinnig, wie eine Lampe mit Solarzelle zu 
betreiben, die man wiederum mit einer helleren Lampe beleuchtet.

Richtig wäre, einen Generator mit passender Wicklung zu benutzen. Je 
mehr Windungen er hat, umso höher ist seine Ausgangsspannung.

von Wolfgang (Gast)


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No schrieb:
> -- Ich will doch zeigen, dass das Wasser genug Spannung bringt- um
> Dioden zum Leuchten zu bringen;
> --  Also muss eine oder (parallel), mehrere Leucht-Dioden her, mit
> geringster Durchlassspannung;

Der Boost-Konverter wurde schon erfunden. Ein MCP1640 läuft locker schon 
bei 0.8V los und liefert dann eine für eine blaue LED, und nichts 
anderes sind weiße LEDs elektrisch betrachtet, passende 
Betriebsspannung. Klugerweise wird man den Regler für den Betrieb einer 
LED allerdings gleich als KSQ beschalten.

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