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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED-Drahtlichterkett 3x AA 4,5V auf 9V Netzteil umbauen


Autor: Ch S. (spelli)
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Hallo,

ich stehe auf dem Schlauch.

Ich habe hier so eine "Draht-LED-Lichterkette", welche mit 3x AA 4,5V 
versorgt wird. In dem Batteriefach befindet sich auch ein Widerstand mit 
gemessenen 4,8 Ohm.

Es handelt sich bei der Lichterkette um 20x kleine weisse SMD LEDs.

Ich möchte gerne die Stromversorgung so konstruieren, dass ein 
vorhandenes 9V, 1,5 A Netzteil die Lichterkette mit Strom versorgt.

Der Rechenweg dahin will mir nicht gelingen. Ich kenne auch den Strom 
der einzelnen LEDs nicht.

Mein Netzteil, eingestellt auf 4,5 V zeigte 0,25 A Stromaufnahme der 
gesamten Kette an.


Vielen Dank!
Christoph

Autor: Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Ch S. schrieb:

> Ich habe hier so eine "Draht-LED-Lichterkette", welche mit 3x AA 4,5V
> versorgt wird. In dem Batteriefach befindet sich auch ein Widerstand mit
> gemessenen 4,8 Ohm.
>
> Es handelt sich bei der Lichterkette um 20x kleine weisse SMD LEDs.
>
> Ich möchte gerne die Stromversorgung so konstruieren, dass ein
> vorhandenes 9V, 1,5 A Netzteil die Lichterkette mit Strom versorgt.
>
> Der Rechenweg dahin will mir nicht gelingen. Ich kenne auch den Strom
> der einzelnen LEDs nicht.
>
> Mein Netzteil, eingestellt auf 4,5 V zeigte 0,25 A Stromaufnahme der
> gesamten Kette an.

Da du den Vorwiderstand gemessen hast, kennst du auch den 
Spannungsabfall: U = I · R, also U = 4,8 Ω · 0,25 A = 1,2 V.  Wenn du 
diese von der Nennspannung 4,5 V abziehst, bleiben 3,3 V für die LEDs, 
ein durchaus gängiger Wert für die Flussspanunng weißer LEDs.

Du hast nun 9 V Versorgung, minus 3,3 V für die LEDs musst du 5,7 V am 
Vorwiderstand verheizen.  R = U / I, also R = 5,7 V / 0,25 A = 23,5 Ω. 
Man würde sich wahrscheinlich 22 Ω als nächsten gängigen Wert aus einer 
E-Reihe auswählen.

Am Vorwiderstand wird eine Leistung P = U · I, also P = 5,7 V · 0,25 A = 
1,425 W verheizt. Der sollte also nicht zu klein sein und so montiert 
werden, dass er seine Wärme gefahrlos an die Umgebung abgeben kann.

Energiemäßig sinnvoller wäre es natürlich, die Kette in zwei Teile zu 
teilen mit je 10 LEDs, und diese beiden Teile dann in Reihe zu schalten. 
Dabei würden nur noch 0,125 A fließen, und am Vorwiderstand müssten (9 - 
6,6) V = 2,4 V abfallen.  Das erledigt ein Widerstand von R = 2,4 V / 
0,125 A = 19,2 Ω; man könnte 20 Ω wählen oder fast wieder die gleichen 
22 Ω … Allerdings verheizt er diesmal nur noch 300 mW.

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: H. (Gast)
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Durchflussspannung weiße LEDs typisch 3,6V

(4,5-3,6)/4,8= 0,188A
Pro LED somit ca. 9mA

(9-3,6)/0,188= 28,7Ohm
Nächster Normwert E12 wäre 33Ohm.

Allerdings benötigt der Widerstand eine Leistung von ca. 1W

So „normale“ althergebrachte Widerstände haben Max. 0,5W. Man könnte 
auch drei Stück 100Ohm parallel schalten, dann passt das.

Autor: Ch S. (spelli)
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>Spannungsabfall: U = I · R, also U = 4,8 Ω · 0,25 A = 1,2 V.  Wenn du
>diese von der Nennspannung 4,5 V abziehst, bleiben 3,3 V für die LEDs,

Herzlichen Dank!

Der Schritt hat mir gefehlt. An Wärmeabfuhr denke ich dann!

Autor: H. (Gast)
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Du siehst, für die typische Durchflussspannung gibt es durchaus eine 
gewisse Bandbreite. Daher die leichten Unterschiede.

Autor: Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Siehe mein Edit oben: weiß ja nicht, ob du ggf. die Kette aufteilen 
kannst. Wäre bei 9 V Versorgung viel besser.

Autor: Ch S. (spelli)
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Hallo Jörg,

danke für den Hinweis.

Ein Aufteilen ist möglich. Pro Reihe wäre dann ein Widerstand 
erforderlich, richtig?

Autor: Manfred (Gast)
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Ch S. schrieb:
> Mein Netzteil, eingestellt auf 4,5 V zeigte 0,25 A Stromaufnahme der gesamten 
Kette an.

Der Strom an 4,5V ist bekannt. Wird mit 9V gespeist, müssen also 4,5V 
bei 0,25A weg. U durch I = R, also 18 Ohm vor das Gebilde.

Es sind 4,7 Ohm vorhanden, also könnte man den durch 18+4,7 = 22,7 Ohm 
ersetzen.

Nächster Normwert 22 oder 24 Ohm, da kommt es auf zwei Ohm nicht an.

Autor: H. (Gast)
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Den Strom hatte ich im Beitrag übersehen, die anderen Berechnungen sind 
daher natürlich exakter. 4.5V haben die Batterien natürlich nur sehr 
kurz am Anfang.

Autor: Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Ch S. schrieb:
> Pro Reihe wäre dann ein Widerstand erforderlich, richtig?

Nö, du schaltest ja die beiden 10er Gruppen dann in Reihe.

Hab's mal schnell in Kicad gemalt.

Autor: Jörg R. (solar77)
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Ch S. schrieb:
> Mein Netzteil, eingestellt auf 4,5 V zeigte 0,25 A Stromaufnahme der
> gesamten Kette an.

Wenn Du über ein einstellbares Netzteil verfügst hätte ich einen 
Vorschlag. Bei 4,5 Volt bzw. 250 mA leuchten die Leds vermutlich recht 
hell. Vermindere die Spannung am NT langsam etwas und schaue ob Dir die 
Leds bei z.B. 200mA noch hell genug sind, oder sogar noch darunter.

Den Vorschlag von Jörg W. die Led-Kette umzubauen würde ich auch 
versuchen.

Ich habe alle Led-Lichterketten modifiziert die bei uns zur 
Weihnachtsbeleuchtung eingesetzt waren. Die die mit Batterien liefen 
hatten dadurch ein min. 2fache Laufzeit, mit einem Satz Akku bzw. 
Batterien.

Autor: Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Jörg R. schrieb:
> Bei 4,5 Volt bzw. 250 mA leuchten die Leds vermutlich recht hell.

10 mA pro LED klingt nicht so sehr hell.

Autor: Jörg R. (solar77)
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Jörg W. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Bei 4,5 Volt bzw. 250 mA leuchten die Leds vermutlich recht hell.
>
> 10 mA pro LED klingt nicht so sehr hell.

Bei den letzten Led-Ketten die ich gekauft haben reichten 2mA - 5mA 
(eher 2mA)je Led für den Zweck den sie erfüllen sollten. Das ist 
natürlich auch Geschmackssache und Abhängig vom Einsatzort bzw. 
Einsatzzweck.

Es war auch nur ein Vorschlag;-)

: Bearbeitet durch User
Autor: Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Jörg R. schrieb:
> Bei den letzten Led-Ketten die ich gekauft haben reichten 2mA - 5mA
> (eher 2mA)je Led für den Zweck den sie erfüllen sollten.

ok

Autor: Fanfan (Gast)
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Warum nimmst du nicht einfach ein 5V USB-Netzteil für deine 
Lichterkette. Und wenn du ganz sicher gehen möchtest, noch eine Diode in 
Serie.

Ich weiss, das ist keine Antwort auf deine Frage, aber solche Netzteile 
gibt es doch zwischenzeitlich in fast jedem Haushalt zu Dutzenden. Damit 
kannst du die Lichterkette unverändert lassen, und kannst sie auch immer 
noch mit Batterien betreiben.

Autor: Jens G. (jensig)
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Oder, wenn Du weder einen dicken Heizvorwiderstand, noch die Kette für 
9V zerschnibbeln willst, oder ein 5VUSB-Netzteil mit Seriendiode nehmen 
willst, dann könnte man sich auch überlegen, gleich ein 4,5V-Netzteil zu 
holen, wie dieses:

https://www.reichelt.de/universal-schaltnetzteil-3-6-w-3-12-v-300-ma-mw-3a03gs-p108305.html?

Autor: Ch Sp (Gast)
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Es ist die Ladestation von einem Kinderspielzeug, auf die die Kinder 
alternativ eine selbstgebaute Lampe stecken können.

Daher die 9V..

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