RGBW LED an 4xAA Batterie betrieben

[Richard (Gast)]

Hallo Forum,

ich habe mich ein wenig eingelesen aber wollte mal hören was eure Ideen 
sind.

Ich möchte mit einem uC 3 RGBW LED Steuern

https://www.mouser.ch/datasheet/2/90/ds-CLQ6A-TKW-1140398.pdf

Versorgung kommt von 4 Mignon AA Batterien.
Aus diesem Beitrag: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Versorgung_aus_einer_Zelle

sehe ich, dass ich mit einer Spannung von 3.6-6V rechnen muss. Für den 
uC werde ich vermutlich den MCP1702 verwenden, da dieser mit 2uA 
wirklich einen geringen Verbrauch hat.

Die LEDs möchte ich eigentlich nur mit 10mA betreiben. Die Helligkeit 
ist mehr als ausreichend. Aus dem Datenblatt nehme ich folgende Werte 
aus der Kennlinie. Natürlich circa.

Farbe: Spannung eine LED -> Spannung 3 LED in Reihe
R: 1.8V -> 5.4V
G: 2.3V -> 6.9V
B: 2.6V -> 7.8V
W: 2.6V -> 7.8V

Somit sehe ich, dass ich bei Rot z.B. sowohl die Spannung Hoch als auch 
Runter regeln muss.
Bei den anderen 3 Farben muss ich immer hoch regeln.

Ich hatte schon gedacht, dass ich z.B. die roten LEDs in 2 Stränge 
aufteile. Somit hätte ich einmal 2 Stück. 3.6V und 1x 1.8V dann könnte 
ich beide Stränge mit einem klasichen Stromregler betreiben.

Das mit StepUp oder Boost Treibern habe ich noch nicht gemacht. Welche 
würdet ihr hier empfehlen.
Oder gibt es womöglich etwas einfaches wo ich quasi eine 
Eingangsspannung von 3.6-6V habe und direkt 3 LEDs anhängen kann und der 
"Treiber" macht schon alles richtig?

Ich bin gern eBereit mich in Themen einzulesen. Ich bräuchte nur mal 
Ideen was sinnvoll ist.

Danke

[Stefan F. (Gast)]

Der technische Aufwand für einen halbwegs effizienten Stromregler, der 
zugleich die Spannung hoch und herunter transformieren kann, ist relativ 
hoch. Ändere lieber die Stromversorgung so, das ein einfacher 
Abwärtsregler genügt.

[Georg M. (g_m)]

Richard schrieb:
> Ich möchte mit einem uC 3 RGBW LED Steuern

PWM oder linear?

[Maxim B. (max182)]

Richard schrieb:
> Ich möchte mit einem uC 3 RGBW LED Steuern
>
> https://www.mouser.ch/datasheet/2/90/ds-CLQ6A-TKW-1140398.pdf
>
> Versorgung kommt von 4 Mignon AA Batterien.

Laut Datenblatt sind die LEDs für 100 mA pro Farbe ausgelegt. D.h. für 3 
LEds ist mit 1,2 A zu rechnen. Die Wandler aller Art können 
Energiegehalt von Batterie nicht höher machen, eher umgekehrt 
(Wirkungsgrad!).
Die Frage: wie lange sollen die von AA-Batterie laufen?

Richard schrieb:
> Für den
> uC werde ich vermutlich den MCP1702 verwenden, da dieser mit 2uA
> wirklich einen geringen Verbrauch hat.

Mit solchen LEDs ist Stromverbrauch von Mikrocontroller und anderem 
nicht von Bedeutung.

[Wolfgang (Gast)]

Richard schrieb:
> Für den
> uC werde ich vermutlich den MCP1702 verwenden, da dieser mit 2uA
> wirklich einen geringen Verbrauch hat.

Bei dem Strom, den die LEDs brauchen, wenn du deren maximale 
Lichtleistung halbwegs ausnutzen willst, ist es egal, ob der µC 2µA oder 
das 1000-fache benötigt (es sei denn, du hast vor, die LEDs mit extrem 
geringem Duty Cycle zu betreiben).

[Richard (Gast)]

Georg M. schrieb:
> Richard schrieb:
>> Ich möchte mit einem uC 3 RGBW LED Steuern
>
> PWM oder linear?
Da habe ich keine Präferenzen. Kann mit Widerstand linear oder 
PWM-Regler sein

Maxim B. schrieb:
> Richard schrieb:
>> Ich möchte mit einem uC 3 RGBW LED Steuern
>>
>> https://www.mouser.ch/datasheet/2/90/ds-CLQ6A-TKW-1140398.pdf
>>
>> Versorgung kommt von 4 Mignon AA Batterien.
>
> Laut Datenblatt sind die LEDs für 100 mA pro Farbe ausgelegt. D.h. für 3
> LEds ist mit 1,2 A zu rechnen. Die Wandler aller Art können
> Energiegehalt von Batterie nicht höher machen, eher umgekehrt
> (Wirkungsgrad!).
> Die Frage: wie lange sollen die von AA-Batterie laufen?
Ich möchte die LEDs jedoch nur mit 10mA betreiben

Wolfgang schrieb:
> Richard schrieb:
>> Für den
>> uC werde ich vermutlich den MCP1702 verwenden, da dieser mit 2uA
>> wirklich einen geringen Verbrauch hat.
>
> Bei dem Strom, den die LEDs brauchen, wenn du deren maximale
> Lichtleistung halbwegs ausnutzen willst, ist es egal, ob der µC 2µA oder
> das 1000-fache benötigt (es sei denn, du hast vor, die LEDs mit extrem
> geringem Duty Cycle zu betreiben).

Also ich weiss nicht ob ich linear 10mA mache oder 100mA und den Duty 
Cycle gering.



Was empfehlt ihr um die LEDs mit 10mA zu betreiben?

[Thomas S. (Gast)]

Diese LED's lachen sich mit den angebotenen 10 mA tod. Nimm welche, die 
halbwegs im 'Arbeitsbereich' sind.

[Richard (Gast)]

Thomas S. schrieb:
> Diese LED's lachen sich mit den angebotenen 10 mA tod. Nimm welche, die
> halbwegs im 'Arbeitsbereich' sind.

Das mag sein. Doch sind diese bei 10mA deutlich heller als andere LEDs 
bei 10mA.

[Wolle G. (wolleg)]

Richard schrieb:
> Ich möchte mit einem uC 3 RGBW LED Steuern

Kannst Du mal verraten, was es werden soll?

[Richard (Gast)]

Wolle G. schrieb:
> Richard schrieb:
>> Ich möchte mit einem uC 3 RGBW LED Steuern
>
> Kannst Du mal verraten, was es werden soll?

Ja klar. Das soll eine Beleuchtung für einen Plexiglas-Quader werden. 
Also die Dinger wo man ein Foto rein machen lassen kann.
Derzeit steht es einfach nur auf dem Sideboard und ich dachte mir das 
könnte man schön in Szene setzten.
Ich habe schon mit den LEDs experimentiert und mit 3 Stück ist die 
Ausleuchtung sehr gut.
Klar ist es eine Spielerei ein wenig, aber ich möchte meine Fähigkeiten 
ja mal Stück für Stück erweitern.

Ich dachte jetzt auch daran bei der roten LED zur Not noch eine normale 
Diode 1N4001 in Reihe zu schalten, dann könnte ich auch hier einen 
Step-Up Treiber verwenden. Ist natürlich energetisch nicht sehr 
geschickt.
Aber ich finde keinen Treiber der quasi 3-6V Eingangsspannung zulässt 
und 5-9V Ausgangsspannung erzeugt bei 10mA und dazu das U_Ein <=> U_Aus 
sein kann.

[Maxim B. (max182)]

Richard schrieb:
> Aber ich finde keinen Treiber der quasi 3-6V Eingangsspannung zulässt
> und 5-9V Ausgangsspannung erzeugt bei 10mA und dazu das U_Ein <=> U_Aus
> sein kann.

Es gibt sehr viele IC, womit du SEPIC machen kannst. Die meisten IC, die 
für Boost passen, sind auch für SEPIC geeignet. Wenn nur 10 mA pro 
LED/Kanal in Durchschnitt, dann ist kein Problem, etwas zu finden. Z.B. 
LT1300 oder LT1301.

[Richard (Gast)]

So für die Roten LEDs werde ich ja so einen SEPIC Treiber benötigen.

Kann ich für die anderen Farben den einen PR4401 verwenden?

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Richard schrieb:
> Somit sehe ich, dass ich bei Rot z.B. sowohl die Spannung Hoch als auch
> Runter regeln muss.
Eigentlich siehst man da Allem voran ganz deutlich, dass die 
Spannungsversorgung ungünstig gewählt wurde (das ist immer dann der 
Fall, wenn eine Versorgung "hoch- und runterregeln" muß).

Was spricht denn dagegen, die 3 LEDs pro Farbe (jeweils mit kleinen 
Vorwiderständen fürs Balancing) parallel zu schalten und zum Ansteuern 4 
simple gleiche Stepdown zu nehmen?

[Richard (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> Was spricht denn dagegen, die 3 LEDs pro Farbe (jeweils mit kleinen
> Vorwiderständen fürs Balancing) parallel zu schalten und zum Ansteuern 4
> simple gleiche Stepdown zu nehmen?

Also du meinst ich nehme 4 Stepdown.
Und an jedem Stepdown sind dann die 3 gleichfarbigen LEDs Parallel mit 
jeweils einem Vorwiderstand.
Wenn ich dann 6V Batterien verwende, dann habe ich doch bei der Roten 
LED knapp 4V die ich "Vernichte" oder ist das bei einem StepDown wie dem 
BCR401U nicht so dramatisch?
oder Welchen StepDown würdet ihr empfehlen?

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Richard schrieb:
> Also du meinst ich nehme 4 Stepdown.
Ja. Pro Farbe einer.

> Wenn ich dann 6V Batterien verwende, dann habe ich doch bei der Roten
> LED knapp 4V die ich "Vernichte"
Ein Stepdown aka Buck-Regler "vernichtet" keine Energie, sondern er 
formt sie über seine Spule mit hohem Wirkungsgrad um. Aus 6V und 15mA (= 
90mW) am Eingang macht er z.B 3V bei 29mA (= 87mW) am Ausgang.

> oder ist das bei einem StepDown wie dem BCR401U nicht so dramatisch?
Genau der ist kein Stepdown, sondern eine lineare Konstantromquelle. 
So eine hat tatsächlich merkliche Verluste.

Ich wäre da eher in dem Bereich unterwegs:
https://www.mouser.de/new/torex-semiconductor/torex-xc9265-converters/

[Stefan F. (Gast)]

Richard schrieb:
> Ich dachte jetzt auch daran bei der roten LED zur Not noch eine normale
> Diode 1N4001 in Reihe zu schalten, dann könnte ich auch hier einen
> Step-Up Treiber verwenden.

Nein. Leuchtdioden betreibt man nicht an einer festen Spannung. Und die 
4 Farben parallel mit der gleichen Spannung zu betreiben, wird auch 
nicht gehen. Die Spannung der LEDs ändert sich nämlich mit ihrer 
Temperatur, und das bei den vier Farben nicht gleichmäßig.

Du musst für jeden Strang einzeln die Stromstärke regeln. Dabei ist eine 
weitere Diode so nutzlos wie ein Pickel am Hals.

Lies das: http://stefanfrings.de/LED/index.html

[Teo D. (teoderix)]

Richard schrieb:
>> Kannst Du mal verraten, was es werden soll?
>
> Ja klar. Das soll eine Beleuchtung für einen Plexiglas-Quader werden.
> Also die Dinger wo man ein Foto rein machen lassen kann.
> Derzeit steht es einfach nur auf dem Sideboard und ich dachte mir das
> könnte man schön in Szene setzten.

OK, dieses also mit Batterien betreiben.....
Also 3xAA in reihe = ~6V mit ~1Ah und 10mA für die LEDs + ~50% an 
Wandlerverlusten = ~15mA Last. Das macht dann ~ 67h an Laufzeit.... 
Glaube mir, du willst ein NT verwende!

[georg (Gast)]

Teo D. schrieb:
> Das macht dann ~ 67h an Laufzeit....
> Glaube mir, du willst ein NT verwende!

Vielleicht will er sich seine Fotos ja immer nur mal für eine Minute 
anschauen... Was weiss man schon. Oder er hat noch eine Palette 
AA-Batterien rumliegen. Oder einfach keine Ahnung.

Georg

[Wolle G. (wolleg)]

georg schrieb:
> Oder einfach keine Ahnung.

unnütze Bemerkung!!!
Richard schrieb:
> Klar ist es eine Spielerei ein wenig, aber ich möchte meine Fähigkeiten
> ja mal Stück für Stück erweitern.

[Wolle G. (wolleg)]

Richard schrieb:
> Klar ist es eine Spielerei ein wenig, aber ich möchte meine Fähigkeiten
> ja mal Stück für Stück erweitern.

Spielen ist angeboren. Das Kleinkind spielt im Sandkasten, das „große 
Kind“ vielleicht Skat o.ä.

Maxim B. schrieb:
> Z.B.
> LT1300 oder LT1301.

Wenn ich das Datenblatt auf die Schnelle richtig deute, dann erzeugen 
diese Regler eine Festspannung von 12 oder 5V. Mit einer festen 
Ausgangsspannung ist man recht unbeweglich.
Mein Vorschlag: Nimmt man einen LT1615-1, dann ist die Ausgangsspannung 
frei einstellbar (max 34V). Der Ausgangsstrom ist auf 100mA begrenzt, 
sodass die LED nicht zerstört werden können.
Mit der Ausgangsspannung kann man etwas „spielen“, um die optimale 
Versorgungsspannung für die LED einzustellen.
Ich sehe schon die Steine fliegen, wenn ich hier als 
Reglerausgangsspannung 7,8V vorschlage (für weiß und blau). Bei den 
roten und grünen LED könnte man einen entsprechend dimensionierten 
Vorwiderstand zwischenschalten.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Die Spannung der LEDs ändert sich nämlich mit ihrer
> Temperatur, und das bei den vier Farben nicht gleichmäßig.
Das ist im Prinzip richtig, Wir kennen aber seine Anwendung, wo es 
wahrscheinlichst bei Zimmertemperatur (plus/minus) bleiben wird.

[Maxim B. (max182)]

Wolle G. schrieb:
> Wenn ich das Datenblatt auf die Schnelle richtig deute, dann erzeugen
> diese Regler eine Festspannung von 12 oder 5V. Mit einer festen
> Ausgangsspannung ist man recht unbeweglich.

LT1300 ist für 3V3 und 5V ausgelegt, LT1301 für 5V und 12V, die man mit 
einem Pin wählen kann. Aber es funktioniert auch, wenn man SENSE über 
Spannungsteiler anschließt. So kann man mit LT1300 die Spannungen 
zwischen 3V3 und ~18V haben, mit LT1301 zwischen 5V und ~18V.

Wolle G. schrieb:
> Mein Vorschlag: Nimmt man einen LT1615-1

Das geht auch. Nur ist LT1615 in SOT-23 und LT1300/1301 in SO-8, somit 
können die mehr Leistung machen als LT1615.
LT1300 kommt mir gleich in Kopf, weil ich 30 Stück parat habe :)

[Richard (Gast)]

Maxim B. schrieb:
> Wolle G. schrieb:
>> Mein Vorschlag: Nimmt man einen LT1615-1
>
> Das geht auch. Nur ist LT1615 in SOT-23 und LT1300/1301 in SO-8, somit
> können die mehr Leistung machen als LT1615.
> LT1300 kommt mir gleich in Kopf, weil ich 30 Stück parat habe :)

Gibt es zu den beiden (LT1615 und LT1300) einen Schaltplan mit LEDs als 
Beispiel?

[Maxim B. (max182)]

Richard schrieb:
> Gibt es zu den beiden (LT1615 und LT1300) einen Schaltplan mit LEDs als
> Beispiel?

Wozu Schaltplan? Beide IC geben eine Spannung heraus. Du schaltest LED 
seriell mit Widerstand: (Vout - Vled)/Iled. Wie immer.
Wie du IC schaltest, findest du in Datasheet.

[Wolle G. (wolleg)]

Richard schrieb:
> Gibt es zu den beiden (LT1615 und LT1300) einen Schaltplan mit LEDs als
> Beispiel?

Hier ein Beispiel zum LT1615. LED wurden ergänzt
Mit R1/R2 lässt sich die tatsächlich gewünschte Ausgangsspannung 
festlegen.
Man kann zum "Spielen" zunächst ein Poti einsetzen.

[Richard (Gast)]

Wolle G. schrieb:
> Richard schrieb:
>> Gibt es zu den beiden (LT1615 und LT1300) einen Schaltplan mit LEDs als
>> Beispiel?
>
> Hier ein Beispiel zum LT1615. LED wurden ergänzt
> Mit R1/R2 lässt sich die tatsächlich gewünschte Ausgangsspannung
> festlegen.
> Man kann zum "Spielen" zunächst ein Poti einsetzen.

Super Vielen Dank.

Ich habe mal geschaut und von TI den LM2731X gefunden. Dieser kann auch 
auf die 7.8V hochregeln. Wäre der auch ein Kandidat?

Wie würde ich denn dann den Ausgang meines UC dort anschliessen um die 
LEDs zu steuern.

Ich darf ja nicht die ganze Schaltung unter Spannung lassen, also direkt 
an den Batterien.

Gruss

[MaWin (Gast)]

Richard schrieb:
> 3 LED in Reihe

Damit isg glasklar, dass du ohne step up Spannungswandler nicht 
auskommst.

Wenn du nicht selber bauen willst, kannst du fertig kaufen.

Wenn sie nicht abschaltbar sind, also auch relevant Strom verbrauchen 
wenn die LED aus ist, dann kannst du davor einen Transistor als 
Versorgungsspannungsschalter setzen.

Wenn man sie nicht bauen will, kann man step up Module fertig kaufen.

Die einzige Frage die man sich also stellen muss ist: nur 1 Wandler mit 
einer hohen für alle LEDs ausreichenden Spannung (z.B. 9V) und 
Begrenzung des Stroms durch Vorwiderstande, oder für jede Farbe einer 
der dann nicht eine Spannung, sondern direkt den von den LEDs benötigten 
Strom bereit stellt.

Richard schrieb:
> Somit sehe ich, dass ich bei Rot z.B. sowohl die Spannung Hoch als auch
> Runter regeln muss

Nimm halt nur 3 Batteriezellen,.

Richard schrieb:
> Oder gibt es womöglich etwas einfaches wo ich quasi eine
> Eingangsspannung von 3.6-6V habe und direkt 3 LEDs anhängen kann und der
> "Treiber" macht schon alles richtig?

Dann darf man halt nicht 3 LED in Reihe schalten.

[Michael B. (laberkopp)]

Richard schrieb:
> Dieser kann auch auf die 7.8V hochregeln. Wäre der auch ein Kandidat?

Du willst doch wohl nicht LEDs an einer harten Spannung betreiben ?

Wenn, dann erzeugt man eine höhere Spannung (z.B. 9V) und nutzt einen 
Vorwiderstand um den LED-Strom zu begrenzen.

Besser man nutzt direkt einen step up der den Strom regelt, egal welche 
Spannung dafür an den LEDs nötig ist.

Und DAFÜR ist der LM2731 mit 1.2V feedback eher keine gute Wahl, 
geeigneter wäre wohl LM3410.

[Richard (Gast)]

Also das mit dem Transistor als Versorgungsspannungsschalter sieht dann 
so aus?
Da kann ich einen Mosfet wie den IRLML2502 nehmen?
Das wäre im Plan der Mosfet zu "uCPin 5"

Dieser muss quasi immer mit angeschaltet werden.

und dann natürlich der Mosfet, der die entsprechende Farbe schaltet "uC 
Pin 1 - 4".

Die Ausgangsspannung am LM27310 wäre dann etwas über 7.8V.

Oder mache ich da was mit den Mosfets falsch?

[Wolle G. (wolleg)]

Richard schrieb:
> Also das mit dem Transistor als Versorgungsspannungsschalter sieht dann
> so aus?
Ohne die verwendeten Bauteile im Detail genau zu kennen, würde ich 
folgende Änderung vorschlagen: Der MOSFET µC-PIN5 könnte entfallen.
Dafür sollte man den Spannungswandler direkt mit SHDN   AUS/EIN 
schalten.
Bei LT1615 würde lt. Datenblatt bei AUS ein Reststrom typ. 0,01µA 
fließen.

[Maxim B. (max182)]

Richard schrieb:
> Gibt es zu den beiden (LT1615 und LT1300) einen Schaltplan mit LEDs als
> Beispiel?

Es gibt noch eine Möglichkeit, bessere im Sinn Wirkungsgrad. Dafür paßt 
eigentlich jede IC für Boost, besser aber mit niedrigen Vfb. So wie z.B. 
diese von Chinesen entwickelte XL6003, die man bei Ebay kaufen kann.
Hier wird nicht die Ausgangsspannung stabilisiert, aus der mittels 
Widerstand passende LED-Strom erzeugt wird, sondern LED-Strom selbst.

[MaWin (Gast)]

Richard schrieb:
> Also das mit dem Transistor als Versorgungsspannungsschalter sieht dann
> so aus?

Nein, natürlich nicht, was meinst du, wozu der LM2731 einen SHDN Eingang 
hat ?

Das mit den LEDs (Vorwiderstand und MOSFET nach Masse) kann man 
so.machen.

[Thomas W. (goaty)]

Einfach in der Anwendung und günstig ist auch von Diodes: AP5724

[Richard (Gast)]

Also der XL6003 sieht wirklich Ideal für meinen Fall aus.
Vielen Vielen Dank für den Tipp.

Diesen werde ich jetzt verfolgen.

Jetzt aber mal kurz in die Zukunft gedacht, für weitere Projekte.

Was wäre denn in diesem Fall die Ideale Lösung gewesen.
Ein Li-Ion als Akku mit 3.7V?

oder lieber 4-AA Batterien parallel und aus den 0.9-1.5V eine höhere 
Spannung erzeugen mit z.B. HT7737S
https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/Holtek-Semicon-HT7718S_C259945.pdf

[Maxim B. (max182)]

Richard schrieb:
> Ein Li-Ion als Akku mit 3.7V?
>
> oder lieber 4-AA Batterien parallel
Bei Li-Akku ist innere Widerstand viel kleiner, deshalb ist Li-Akku hier 
besser.
AA-Batterien in Parallelbetrieb - Verhalten von Batterien ist in 
Parallelbetrieb undefiniert. Wenn du so niedrige Spannung wie bei einer 
Batterie brauchst, aber deutlich mehr Energiegehalt, dann schalte 
Batterien seriell und benutze einen Buck-Wandler. Das wird besser.

Z.B. gibt es chinesische Batterienhalter für 8 AA seriell.
Wenn ich 5V brauche, benutze ich oft Module von Murata, die gibt es bei 
Reichelt: OKI-78SR. Die gibt es auch für 3v3. Die geben bis 1,5 A und 
ertragen Vin von 7 bis zu 36 Volt (aber Wirkungsgrad ist bei niedrigen 
Vin besser). Für 8xAA ist das praktisch ideal. Merke nur: obwohl sie als 
Impuls-Ersatz für 78xx beworben sind, sind bei liegender Variante die 
Pins 1 und 3 im Vergleich zu 78xx getauscht (die Module haben stehende 
und liegende Varianten)!

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Maxim B. schrieb:
> AA-Batterien in Parallelbetrieb -
> Verhalten von Batterien ist in Parallelbetrieb undefiniert
Wir verstehen unter "Batterien" gleichartige Primärzellen, richtig?
Dann zeigt die Praxis, dass das Parallelschalten völlig 
unproblematisch ist.
Wenn 1 von 6 parallel geschalteten AA-Zellen eine etwas niedrigere 
Spannung hat, dann hat sie auch einen hohen Innenwiderstand und wird 
recht schnell auf die Spannung der anderen Zellen "hochgezogen". Denn im 
tiefsten Inneren ist das ja auch ihre ursprüngliche Spannung. Man merkt 
der Parallelschaltung aber nicht an, dass da eine schlechte Batterie 
drin ist.

> dann schalte Batterien seriell
Wenn bei 6 seriell geschalteten Batterien 1 einen hohen Innenwiderstand 
hat, dann funktionert die ganze zusammengschaltete "Batterie" nicht. 
Denn dann hat sie zwar eine hohe Spannung, die aber bei Belastung ganz 
schnell zusammenbricht.
Fazit: vom unbedarften Laien werden 5 volle und gute Batterien einfach 
weggeschmissen wie im Beitrag ""leere" Batterien aus der Batteriesammlung" 
diskutiert.

Insofern wäre eine Parallelschaltung eignetlich sogar vorteilhaft (wenn 
man nicht noch irgendwelche NiCd-Akkus mit rein nimmt).

Allerdings sprechen andere Gründe gegen diesen Ansatz:

Richard schrieb:
> Was wäre denn in diesem Fall die Ideale Lösung gewesen.
Idealerweise nimmst du eine möglichst hohe Versorgungspannung, um die 
Ströme klein zu halten. Denn bei kleineren Strömen sind sämtliche 
Verluste an sämtlichen Übergangswiderständen ebenfalls kleiner. Und 
wegen P=I²R gehen diese Verluste sogar quadratisch in die Rechung ein.

Wenn du zudem eine (exemplarische) Versorgung mit 2V hast, und im 
Schaltregler (exemplarische) 1V abfallen, dann hast du 50% Verluste. 
Wenn du 10V Versorgung hast und im Schaltregler fällt 1V ab, dann hast 
du 10% Verluste.

Nicht zuletzt geben bei hohen Strömen Primärzellen und Akkus weniger 
Energie ab. Umgangssprachlich: sie sind "schneller" leer.

> Was wäre denn in diesem Fall die Ideale Lösung gewesen.
Hohe Versorgungsspannung (z.B. 11V 3s-Lipo) und dann passende Stepdown 
für die LEDs in Reihenschaltung.

[Richard (Gast)]

Maxim B. schrieb:
> Richard schrieb:
>> Gibt es zu den beiden (LT1615 und LT1300) einen Schaltplan mit LEDs als
>> Beispiel?
>
> Es gibt noch eine Möglichkeit, bessere im Sinn Wirkungsgrad. Dafür paßt
> eigentlich jede IC für Boost, besser aber mit niedrigen Vfb. So wie z.B.
> diese von Chinesen entwickelte XL6003, die man bei Ebay kaufen kann.
> Hier wird nicht die Ausgangsspannung stabilisiert, aus der mittels
> Widerstand passende LED-Strom erzeugt wird, sondern LED-Strom selbst.

Wie genau rechne ich hier denn den Widerstand aus.

ILED=0.22/RS   -> RS = 0.22/ILED

Also um auf 10 mA zu kommen müsste ich ja 0.22/0.01 rechnen. Dann wären 
das 22 Ohm. Ist dies Korrekt?

Danke

[Maxim B. (max182)]

Lothar M. schrieb:
> Dann zeigt die Praxis, dass das Parallelschalten völlig
> unproblematisch ist.

Das stimmt. Obwohl Empfehlungen von Hersteller, Primärzellen parallel zu 
schalten, habe ich nicht gesehen. Aber Sie haben Recht: in Wirklichkeit 
passiert nichts Schlimmes.

Andere Frage ist, was sinnvoller ist: parrallel- oder seriell.

Lothar M. schrieb:
> Wenn bei 6 seriell geschalteten Batterien 1 einen hohen Innenwiderstand
> hat, dann funktionert die ganze zusammengschaltete "Batterie" nicht.

Das stimmt. Parallelbetrieb hat aber auch Problem: viel niedrigere 
Wirkungsgrad von Wandler.  Die Spannung zwischen 0,9 und 1,5 Volt ist 
einfach zu niedrig für die meisten Schaltungen. Außerdem hat 
Buck-Wandler von Natur aus eine sehr angenehme Fähigkeit, die Boost 
nicht hat: man kann notfalls die Spannung abschalten. Bei Boost bleibt 
Vin durch Diode mit Vout verbunden (falls keine zusätzlichen Maßnahmen 
gemacht wurden).

Problem mit einigen Cellen, die früher absagen als die anderen (z.B. in 
Pultleuchten, wo je 3 AA oder AAA üblicherweise seriell geschaltet 
sind), löse ich einfach: wenn ich merke, daß die Leistung nachgibt, 
ersetze ich alle Cellen, ohne zu prüfen, welche weniger Energie hat und 
welche mehr. Die Cellen sind nicht teuer: 8 Stück AA kosten in Aldi 1,8 
€. (ich hoffe, Greta wird durch diese Lösung begeistert. Vielleicht wird 
sie danach die Schule nicht nur freitags schwänzen sondern auch montags 
:) )

Anders mit Li-Akku: bei 3...4,2 Volt kann man im Grunde schon 
akzeptablen Wirkungsgrad erreichen (es gibt moderne MOSFET, die schon 
mit 2,5 Volt auf Gate gut leben können). Li-Akku brauchen in 
Parallelbetrieb keine Balancer und haben somit keine mit Balancer 
verbundene Probleme. Deshalb kann es von Vorteil sein, Li-Akku parallel 
zu betreiben. Nur sollte man bei Erstschaltung ihre Ladung ausgleichen, 
damit durch Entladung zwischen Akkus keine unkontrollierte Überhitzung 
und möglicherweise Explosion kommt.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Maxim B. schrieb:
> Parallelbetrieb ... : viel niedrigere Wirkungsgrad von Wandler.
Ganz meine Worte.

> Problem mit einigen Cellen, die früher absagen als die anderen,
> löse ich einfach:
> wenn ich merke, daß die Leistung nachgibt, ersetze ich alle Cellen
Wie ich schon sagte... ;-)

Maxim B. schrieb:
> Li-Akku parallel zu betreiben. Nur sollte man bei Erstschaltung
> ihre Ladung ausgleichen, damit durch Entladung zwischen Akkus keine
> unkontrollierte Überhitzung und möglicherweise Explosion kommt.
Man muss "nur" dafür sorgen, dass beim Zusammenschalten alle Zellen die 
selbe Spannung haben. Dann fließen keine Ausgleichströme und nichts 
wird warm.


Richard schrieb:
> Also um auf 10 mA zu kommen müsste ich ja 0.22/0.01 rechnen.
Ich hasse solche dimensonslosen Formeln, in denen nur mit Zahlen ohne 
Einheiten herumgerechnet werden.

> Dann wären das 22 Ohm. Ist dies Korrekt?
Dreh den Spieß einfach mal um: der Regler regelt so, dass an seinem 
Feedback-Pin 209..231mV anliegen. Und jetzt weißt du 220mV und 10mA und 
kannst daraus einen Widerstand berechnen: R = U/I = 0,22V/0,01A = 22Ohm.
Du siehst: das ist genau deine Formel, nur eben physiklaisch korrekt.

BTW: pass auf beim Layout. Der Regler taktet immerhin mit einem halben 
MHZ herum. Vier dieser Regler sind bei ungünstigem Aufbau eine gute 
Basis für einen breitbandigen Störsender.

[Richard (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> BTW: pass auf beim Layout. Der Regler taktet immerhin mit einem halben
> MHZ herum. Vier dieser Regler sind bei ungünstigem Aufbau eine gute
> Basis für einen breitbandigen Störsender.

Was genau muss ich hier beachten? Alle Bauteile möglichst nah an den 
Regler?

Die LEDs sind ja zwangsläufig etwas auseinander, zwecks Ausleuchtung.

Kann ich dem "Störsender" entgegenwirken, wenn ich auf die Unterseite 
der Leiterplatte eine GND Fläche mache oder ähnliches?

Hier sind 2 Beispiele die ich im Internet gefunden habe:
https://easyeda.com/sparkyhf/60V-2A-Boost-LED-CC-Driver-XL6003

Kann ich mich vom Layout daran orientieren?

Danke und Gruss

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Richard schrieb:
> Was genau muss ich hier beachten?
Strompfade mit hohem Strom ermittlen und kompakt verlegen.
Die Grundlagen sind dort:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler

> Alle Bauteile möglichst nah an den Regler?
Die Bauteile müssen an die richtige Stelle. Wenns dann fertig ist, sieht 
das automatisch kompakt aus.

Richard schrieb:
> Kann ich mich vom Layout daran orientieren?
Die sehen beide recht brauchbar aus (grün = Laden, blau = Freilauf).
Ich würde allerdings den "quadratischen" Ansatz nehmen und noch ein paar 
Vias zwischen die Elkos setzen. Ist ja nicht mein Bohrer... ;-)

[Maxim B. (max182)]

Richard schrieb:
> Was genau muss ich hier beachten?

Du solltest hochfrequenten starken Strom so kurz wie nur möglich leiten. 
Der Strom fließt von allem:
- zwischen SW und GND
- zwischen SW über Diode und Kondensator zu GND.
Aber auch Vin nicht vergessen, wenn auch weniger kritisch. Hier hängt 
das von dI_L. Wenn L-Strom sich stark ändert, dann wird auch über Cin 
spürbare Schaltstrom fließen. Je mehr µH, umso kleiner ist dieser Strom, 
aber somit werden auch Verluste in L wachsen (entweder in R_L, oder 
durch Kernverluste. Trotzdem wie Regel je größer (nach Außenmaß) L, um 
so kleiner L-Verluste. Aber nur "wie Regel").

So kannst du richtig L wählen:
1. L-Wert so wie in Datenblatt empfohlen oder etwas mehr
2. Isat > I_ic_max
3. wenn man Auswahl hat, dann lieber größer und mehr Induktivität als 
kleiner und weniger Induktivität

Empfehlungen im Datenblatt sind unter anderem auch für minimale Fläche 
auf der Platine gegeben. Als Bastler kann man damit weniger streng 
umgehen als ein Profi. Sehr oft bedeutet mehr Fläche auch mehr 
Effizienz, oft aber auch mehr Störungen für Umgebund (deshalb darf man 
mit Kondensator nicht sparen: lieber mehr als zu wenig).

[Richard (Gast)]

Hallo zusammen,

Danke nochmals an alle.

ich habe jetzt meine Bauteile bekommen und habe das ganze auch auf einer 
Testplatine aufgebaut.

Folgendes Problem.

Leider funktionierte es nicht wie gewünscht. Die Farben steuere ich mit 
digitalen Ausgängen eine Atmega328P mit Arduino IDE zum programmieren.

Sobald ich eine Eingangsspannung von mehr als 4.8V anlege, dann leuchten 
die LEDs nicht mehr in der gewünschten Farbe. Also z.B. Rot schaltet 
sich nicht mehr ab.

Da ich die LEDs ja nur mit 10mA betreibe, vermute ich, dass die Spannung 
der 3 LEDs unter der Eingangsspannung der Batterie liegt.
Mit 4.8V funktioniert es unproblematisch, aber ab mehr als 4.8V klappt 
es nicht. Problem. Bei 4xAA habe ich 6.4V bei neu geladenen Batterien. 
Wie bekomme ich diese jetzt auf 4.8V ohne, dass bei nahezu leeren 
Batterien, die Spannung zu tief wird. Dioden gehen ja nicht, die würden 
ja immer z.B. 0.7V ziehen.

Habt ihr Ideen.

[Teo D. (teoderix)]

Richard schrieb:
> vermute ich, dass die Spannung
> der 3 LEDs unter der Eingangsspannung der Batterie liegt.

Korrekt!

Richard schrieb:
> Habt ihr Ideen.

Entweder du wechselst auf eine Energiequelle mit höherer Spannung und 
setzt einen Buck-Wandler ein oder du nimmst eien weniger effizienten 
Buck-Boost-Wandler (zB: 
https://www.analog.com/en/parametricsearch/11464#/).

[MaWin (Gast)]

Richard schrieb:
> Habt ihr Ideen.

Nimm nur 3 Batterien.

[Joachim B. (jar)]

Richard schrieb:
> Sobald ich eine Eingangsspannung von mehr als 4.8V anlege, dann leuchten
> die LEDs nicht mehr in der gewünschten Farbe.

wieso, das musst du mal erklären! hört sich nach Programmierfehler an.

Richard schrieb:
> Also z.B. Rot schaltet
> sich nicht mehr ab.

das hört sich sehr konfus an!

Nimm doch einfach einen low drop regler auf 4,8V und überbrücke den mit 
einem Photomos Relais wenn die Spannung 4,8V + x unterschritten wird!

Du willst ja keine kA betreiben, also alles was 4x AA tauglich ist kann 
ein Photomos Relais locker.

Aber dieser Vorschlag ist nur eine Krücke, bring deine Schaltung richtig 
zusammen, dann funktioniert es ohne Spannungsregler!

Eigentlich genügt für jede Farbe ein LED driver stepup der den Strom 
liefert!
LT1932 funktioniert gut in deinen Grenzen!

Der µC soll welcher werden? mit 6V kenne ich keinen, ein Atmel AVR mit 8 
MHz läuft prima in den Grenzen von 4xAA NiMh 5,5V voll bis 3,6V leer 
ohne Regler! Alkaline haben einen Tick zuviel bei voll probierte ich nie 
aus, ich maß 1,7V im Leerlauf bei voll gibt 6,8V bei 4 Stk.

MaWin schrieb:
> Nimm nur 3 Batterien.

oder so + lt1932 für die LEDs

ah mein Hater hat wieder zugeschlagen, DANKE

[Richard (Gast)]

Joachim B. schrieb:
> Richard schrieb:
>> Sobald ich eine Eingangsspannung von mehr als 4.8V anlege, dann leuchten
>> die LEDs nicht mehr in der gewünschten Farbe.
>
> wieso, das musst du mal erklären! hört sich nach Programmierfehler an.

Also.


Ich habe mal ein einfaches Blinklicht mit der blauen LED gemacht.

Sobald ich dann mehr als 4.8V anlege, leuchtet die rote LED dann ganz 
schwach mit.

bei noch höherer Spannung leuchtet Sie noch heller.

Ich denke nicht, dass hier ein Fehler ist.

Die Blaue kann ich ja problemlos so steuern.

Der Ausgang vom Atmega328P geht direkt an den EN Pin des XL6003.

const byte PIN_R = 10;
const byte PIN_G = 9;
const byte PIN_B = 5;
const byte PIN_W = 6;

void setup() {
  pinMode(PIN_R, OUTPUT);
  pinMode(PIN_G, OUTPUT);
  pinMode(PIN_B, OUTPUT);
  pinMode(PIN_W, OUTPUT);
  digitalWrite(PIN_R, LOW);
  digitalWrite(PIN_G, LOW);
  digitalWrite(PIN_B, LOW);
  digitalWrite(PIN_W, LOW);

void loop() {
  for (int i = 0; i <= 255; i++) {
    analogWrite(PIN_B, i);
    delay(10);
  }
}

[Joachim B. (jar)]

Richard schrieb:
> Ich habe mal ein einfaches Blinklicht mit der blauen LED gemacht.
>
> Sobald ich dann mehr als 4.8V anlege, leuchtet die rote LED dann ganz
> schwach mit.

welches Schaltbild?
Jede Farbe braucht natürlich seinen eigenen Regler!
alle 3 zusammen auf einen Regler geht natürlich nicht!

[Richard (Gast)]

Selbstverständlich hat jede Farbe seinen eigenen Regler

[Joachim B. (jar)]

Richard schrieb:
> Selbstverständlich hat jede Farbe seinen eigenen Regler

oh echt jetzt?

ich sah nur diesen Schaltplan und nur einen Regler!
https://www.mikrocontroller.net/attachment/475914/FrageBatterieRGB.jpg

wie definierst du denn Regler?