KSQ für IR LEDs Hi, ich möchte ein paar IR LEDs als "Beleuchtung" für die IR Cam des Raspberry Pi betreiben. Für eine einfache umsetzung möchte ich als Stromquelle den USB Port des Pi nutzen, also 5V DC. Geplant hatte ich mit 4 dieser Dioden https://www.reichelt.de/infrarot-diode-gaalas-850-nm-25-5-mm-t-1-3-4-hir-7373b-l289-p216812.html. Da ich mich mit elektrotechnik nur bedingt auskenne und das alles schon etwas länger her ist, habe ich die Vorwiederstände berechnen wollen. Der verwendete Kalkulator (da ich bei meiner Rechnung etwas unsicher war ob das Ergebnis richtig war) gab mir den Hinweis dass ein einfacher Vorwiederstand unsicher und ineffizent wäre und ich über eine Konstantstromversorgung nachdenken solle. Davon habe ich dort zum ersten mal gelesen. Es gibt wohl die möglichkeit mit ein oder zwei Transistoren das ganze zu gestalten, aber nach dem was ich gelesen habe ist der Stomstärke bei den geplanten LEDs zu hoch und die Transistor-lösungen nicht so geeignet. Folgendes habe ich als mögliche Lösung gefunden. https://www.netzmafia.de/skripten/hardware/LM317/LM317.html Ich bin mir nun unsicher ob ich das richtig Verstanden und berechnet habe. Die LED hat eine Betriebsspannung 1,45 V und Betriebsstrom 100 mA Würde für jeden ein eigene KSQ bauen und vor dem Vin einen Schalter setzen wollen. Für die Schaltung (siehe Anhang) habe ich nun folgende Bauteile raus gesuch. D1 1N4007 https://www.reichelt.de/gleichrichterdiode-1000-v-1-a-do-41-1n-4007-dio-p219368.html?&nbc=1 LM317 https://www.reichelt.de/spannungsregler-einstellbar-1-2--37-v-to-220-lm-317-220-sg-p120703.html?&nbc=1 C1 100nF https://www.reichelt.de/elko-radial-100-uf-10-v-105-c-low-esr-fm-a-100u-10-p200026.html?&nbc=1 R1 15 Ohm https://www.reichelt.de/widerstand-metallschicht-15-0-ohm-0207-0-6-w-1--metall-15-0-p11521.html?&nbc=1 Ich wäre sehr dankbar wenn jemand der sich mehr mit dem Thema auskennt da ncoh mal einen Blick drauf werfen könnte und mir ggf. sagen könnte wo mein fehler liegt. Vielen Dank im Voraus und in schönes Wochenende
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Ein paar heißt wie viel? Es gibt ja auch übrigens richtige High-Power LEDs im IR-Bereich, sodass du dich nicht mit diesem schlecht geeigneten Kleinkram rumplagen musst. Beispielsweise von ProLight Opto.
Die D1 kannst du weglassen, weil die IR-LED sicher keinen Strom rückspeisen werden. Karl S. schrieb: > ein einfacher Vorwiederstand Ohne 'e' > unsicher Nur dann, wenn sich die Versorgungsspannung ändert. > und ineffizent wäre "Ineffizient" ist diese KSQ ebenfalls, weil sie auch nur verheizt.
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Karl S. schrieb: > Die LED hat eine Betriebsspannung 1,45 V und Betriebsstrom 100 mA Bei 100mA kann die Flussspannung bis 2,4V betragen. Außerdem darf die Umgebungstemperatur dabei nicht über 25 Grad Celsius steigen.
Hallo, R1 müßte für 0,1 A 12 Ohm betragen und eine Schtzudiode,wenn gewünscht, würde ich vom Ausgang zum Eingang in Sperrichtung anschließen und nicht so wie im gezeigten Bild. Allerdings gehen am Regler knapp 2V verloren plus Spannungsabfall an den 12 Ohm. Mfg
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Selbst wenn man die LED an einen fetten Kupferkühler anlötet, wo der Chip drauf sitzt, dürften 100mA Dauerstrom doch arg sportlich sein. Der ganze 5mm-Kram stammt eigentlich aus der LED-Steinzeit.
J. S. schrieb: > Ein paar heißt wie viel? 4 Stk, da ich von 4 ecken einen "Bereich" ausleuchten möchte. Lothar M. schrieb: > Die D1 kannst du weglassen, weil die IR-LED sicher keinen Strom > rückspeisen werden. Ok, da hast du natürlich recht. >> unsicher > Nur dann, wenn sich die Versorgungsspannung ändert. Ok, dass ist bei einem USB Port wohl nicht zu erwarten. >> und ineffizent wäre > "Ineffizient" ist diese KSQ ebenfalls, weil sie auch nur verheizt. Hmm ok, damit steh ich dann also wieder am Anfang. Was wäre den aus deiner Sicht eine sinnvolle Art die LEDs zu betreiben? J. S. schrieb: > Selbst wenn man die LED an einen fetten Kupferkühler anlötet, wo der > Chip drauf sitzt, dürften 100mA Dauerstrom doch arg sportlich sein. > > Der ganze 5mm-Kram stammt eigentlich aus der LED-Steinzeit. Nun da ich bis jetzt das erste mal mit einer IR-Kamera beim Pi arbeite habe ich da noch keine Referenzwerte. Was wäre denn aus deiner Sicht eine sinnvolle Methode einen Bereich mit Licht im ~850nm Bereich auszuleuchten?
Lothar M. schrieb: > "Ineffizient" ist diese KSQ ebenfalls, weil sie auch nur verheizt. Ja, wenn der Strommesswiderstand genausoviel Leistung verheizt, wie eine LED ist das wirklich ineffiizient. Ich denke, da gibts bessere KSQs.
Karl S. schrieb: > Für eine einfache umsetzung möchte ich als Stromquelle den USB Port des > Pi nutzen, also 5V DC. Das geht nicht mit dieser KSQ, denn die braucht für sich selber ca. 3,5V. > das Ergebnis richtig war) gab mir den Hinweis dass ein einfacher > Vorwiederstand unsicher und ineffizent wäre und ich über eine > Konstantstromversorgung nachdenken solle. Jain. Du hast ~ 2,5V Spannungsabfall über der LED, da bleiben ~2,5V für den Vorwiderstand. Das reicht. Dazu einen R = U / I = 2,5V / 0,1A = 25Ohm Widerstand. Nimm 27 Ohm, das ist ein Standardwert. Das Ganze 4x parallel und gut. Nicht sonderlich effizient, dafür extrem einfach.
Harald W. schrieb: > Ja, wenn der Strommesswiderstand genausoviel Leistung verheizt, > wie eine LED ist das wirklich ineffiizient. Ich denke, da gibts > bessere KSQs. Die gibt es, aber was bringt es dem OP? Der hat keine großen E-Technik Kenntnisse und will nur bissel rumspielen. Das muss kein Stromsparwunder werden. Wenn der Raspi sowieso an ist, ist die Effizienz egal, Der hängt am Steckernetzteil.
Karl S. schrieb: > wo mein fehler liegt. Da du konstante 5V hast, reicht ein Vorwiderstand (36 Ohm, 0.5W) um einen ausreichend konstanten Strom durch die LED zuzulassen, er verheizt dieselbe Leistung wie dein Konstantstromregler, nämlich 0.355W pro LED. Aber beim Vorwiderstand kannst du auch 2 LEDs in Reihe pro Widerstand (nun 22 Ohm) nutzen, belastest deinen USB Ausgang nur mit 200mA statt 400mA und verheizt nur 0.42W statt 1.42W. Das kann deine LM317 Konstantstromquelle nicht, weil sie nicht mehr genug Spannung erhält. 4 LEDs in Reihe benötigen 5.8V und geht daher an 5V nicht mehr.
Ich bin ein Freund von Schaltregler-KSQs und werf mal den PT4115 in den Raum. Bei diesem wäre der Shunt 0.1V / 0.1A = 1Ohm
N. B. schrieb: > Wozu brauchst du die Diode D1 in deiner Anwendung? Das ist eine sog. "Angstdiode", die manche einbauen, weil sie keine Ahnung von Elektronik haben.
Falk B. schrieb: > Jain. Du hast ~ 2,5V Spannungsabfall über der LED, da bleiben ~2,5V für > den Vorwiderstand. Das reicht. Dazu einen R = U / I = 2,5V / 0,1A = > 25Ohm Widerstand. Nimm 27 Ohm, das ist ein Standardwert. Das Ganze 4x > parallel und gut. Nicht sonderlich effizient, dafür extrem einfach. Ok, dann arbeite ich mit einem Vorwiderstand, wenn mir das andere keinen wirklichen Mehrwert bringrt MaWin schrieb: > Aber beim Vorwiderstand kannst du auch 2 LEDs in Reihe pro Widerstand > (nun 22 Ohm) nutzen, belastest deinen USB Ausgang nur mit 200mA statt > 400mA und verheizt nur 0.42W statt 1.42W. danke für den Tip Vielen Dank für die viele Hilfe
Karl S. schrieb: > Nun da ich bis jetzt das erste mal mit einer IR-Kamera beim Pi arbeite > habe ich da noch keine Referenzwerte. Was wäre denn aus deiner Sicht > eine sinnvolle Methode einen Bereich mit Licht im ~850nm Bereich > auszuleuchten? Da kann es prinzipiell keine Referenzwerte geben. Das hängt von der Entfernung (also am Ende eher der Fläche), der Reflexionswerte, Empfindlichkeit der Kamera usw ab. Aber ich wollte es nur gesagt haben. Vllt testest du es mal erst. Aber so eine HP-LED strahlt locker mal 1W reine Strahlungsleistung ab, ohne dabei am Chip heiß zu werden. 5mm LEDs vertragen Pulströme noch gut, weil da auch die Trägheit der Masse hinzukommt, wie bei Fernbedingungen, wo in sehr kurzen Pulsen Signale übertragen werden. Aber wenn es um Dauerbeleuchtung geht, dann sieht es schon ganz anders aus. Wie gesagt, nur ein Hinweis. Versuche es soweit es geht realitätsnah zu testen.
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Christian S. schrieb: > R1 müßte für 0,1 A 12 Ohm betragen Ja. > und eine Schtzudiode,wenn gewünscht, > würde ich vom Ausgang zum Eingang in Sperrichtung anschließen und nicht > so wie im gezeigten Bild. Sie Schutzdiode ist schaltungstechnisch nicht zu beanstanden, sie verhindert, dass am Out mehr Spannung als am In anliegt. Sie ist allerdings überflüssig, weil dieser Zustand nicht eintreten wird. J. S. schrieb: > Der ganze 5mm-Kram stammt eigentlich aus der LED-Steinzeit. Quatschkopf, wieso findet man selbst im Jahr 2021 noch massenhaft 5mm-LEDs vor, sind das alles Uraltbestände? Falk B. schrieb: > Das geht nicht mit dieser KSQ, denn die braucht für sich selber ca. > 3,5V. Ich denke, dass es gehen würde - IR-LEDs haben eine geringe Flußspannung. MaWin schrieb: > Da du konstante 5V hast, reicht ein Vorwiderstand (36 Ohm, 0.5W) um > einen ausreichend konstanten Strom durch die LED zuzulassen, er verheizt > dieselbe Leistung wie dein Konstantstromregler, nämlich 0.355W pro LED. So ist das. > Aber beim Vorwiderstand kannst du auch 2 LEDs in Reihe pro Widerstand > (nun 22 Ohm) nutzen, belastest deinen USB Ausgang nur mit 200mA statt > 400mA und verheizt nur 0.42W statt 1.42W. Unklar beschrieben, Du willst 2 LEDs in Reihe mit 22 Ohm = 100 mA? Ja, das geht. > Das kann deine LM317 Konstantstromquelle nicht, weil sie nicht mehr > genug Spannung erhält. Könnte gerade noch reichen, wenn er einen LM1117 verwendet und dessen WorstCase-Werte igrnoriert. > 4 LEDs in Reihe benötigen 5.8V und geht daher an 5V nicht mehr. Das will Karlchen ja nicht, er hat eine Quelle pro LED geplant.
MaWin schrieb: > Aber beim Vorwiderstand kannst du auch 2 LEDs in Reihe pro Widerstand > (nun 22 Ohm) nutzen, belastest deinen USB Ausgang nur mit 200mA statt > 400mA und verheizt nur 0.42W statt 1.42W. Wäre schön, ist jedoch grenzwertig. Die LED ist mit bei 100mA mit VF_max = 2.4V spezifiziert; gut, typisch nur 1.8V, das hilft nicht wirklich ... Also: viermal LED+Vorwiderstand, wenn auch ineffizient.
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Eine der möglichen Standardschaltungen wäre das hier. Liefert bei sehr niedrigen Temperaturen >100mA, aber da ists den LED auch kühl genug dafür. Es ist schlau, das und die LED auf eine Ringplatine zu bauen um die Kamera herum. Noch schöner (dauerhafter) wirds, wenn man drei Kreise, also 6 LED nimmt und 10Ω für ~60mA.
HildeK schrieb: > Wäre schön, ist jedoch grenzwertig. Die LED ist mit bei 100mA mit VF_max > = 2.4V spezifiziert; gut, typisch nur 1.8V, Ich habe mich auf die Angabe von Karl S. schrieb: > Die LED hat eine Betriebsspannung 1,45 V und Betriebsstrom 100 mA gestützt. Du meinst, die war falsch ich hätte ins Datenblatt gucken müssen weil er nicht Mal in der Lage war es korrekt abzuschreiben ? Ja, ich habe jetzt geguckt, ja, er war zu doof es korrekt abzuschreiben, na ja, dann darf er sich über unpassende Antworten nicht wundern.
J. S. schrieb: > Ein paar heißt wie viel? Es gibt ja auch übrigens richtige High-Power > LEDs im IR-Bereich, sodass du dich nicht mit diesem schlecht geeigneten > Kleinkram rumplagen musst. ... und nicht den USB durchbrutzeln! KSQ kann man gut mit einem FET machen.
Karl S. schrieb: > dass ein einfacher Vorwiderstand unsicher und > ineffizent wäre und ich über eine Konstantstromversorgung > nachdenken solle. Die Konstantstromquelle besteht aus mehr Bauteilen die kaputt gehen können. Sicherer ist sie ganz bestimmt nicht. Effizienter ist sie auch nicht, wie sie wie der Widerstand die überschüssige Energie einfach verheizt. Sie bringt nicht einmal konstantere Helligkeit, weil deine Stromversorgung bereits konstant ist. Effizienter wäre nur ein Schaltwandler mit Constant-Current Regelung. Aber der Aufwand lohnt sich an dieser Stelle wohl nicht. Stattdessen würde die komplexere Schaltung die Ausfall-Wahrscheinlichkeit erhöhen.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Sie bringt nicht einmal konstantere Helligkeit, weil deine > Stromversorgung bereits konstant ist. Konstantere Helligkeit in geringen Grenzen bringt sie schon. Die Durchlassspannungen der Dioden sind das, was recht weit streut: typ. 1.8V, max. 2.4V. Aber da auch die Lichtausbeute nicht mit einem festen Faktor mit dem Strom definiert ist, wird das aber wenig ausmachen. Eine Stromquelle wäre auf jeden Fall dann sinnvoll, wenn die Versorgungsspannung in weiten Grenzen schwanken kann. Ist hier nicht so. MaWin schrieb: > ja, er war zu doof es korrekt abzuschreiben, > na ja, dann darf er sich über unpassende Antworten nicht wundern. Die 1.45V stehen schon drin; als typischer Wert bei IF=20mA. Er will aber mit 100mA arbeiten. Ich empfehle den Kurs "Datenblatt lesen leicht gemacht" 😀.
> MaWin schrieb: > >> ja, er war zu doof es korrekt abzuschreiben, >> na ja, dann darf er sich über unpassende Antworten nicht wundern. > > Die 1.45V stehen schon drin; als typischer Wert bei IF=20mA. Er will > aber mit 100mA arbeiten. > Ich empfehle den Kurs "Datenblatt lesen leicht gemacht" 😀. Ich bitte um Entschuldigung für die fehlerhafte Angabe. Hatte mich auf die Angabe in der Artikelbescheibung gestützt. Hab leider die angaben nicht überprüft. Vielen Dank für das wache Auge.
Christian S. schrieb: > und eine Schtzudiode,wenn gewünscht, > würde ich vom Ausgang zum Eingang in Sperrichtung anschließen und nicht > so wie im gezeigten Bild. Die Dioden ist schlicht und einfach überflüssig. Das Datenblatt sagt: "No protection is needed for output voltages of 25V or less and 10μF capacitance.". Beide Bedingungen sind nicht erfüllt. Mit der Polung der Diode ist alles in Ordnung - sonst könntest du den Spannungsregler sparen ;-)
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