Guten Abend zusammen,
ich bin auf der Suche nach einer Schaltung, mit der ein kurzer
LED-Streifen (Nachtlicht) an einer LiIon-Zelle betrieben werden kann.
Es sind insgesamt 24 parallel geschaltete LEDs unbekannten Fabrikats
verbaut. Momentan ist an dem LED-Streifen ein Batteriefach für 2
Mignonzellen. Das hat im Betrieb den Nachteil, dass die Helligkeit
extrem vom Ladezustand der Batterien abhängig ist. Das möchte ich
vermeiden, indem der Batteriekasten durch "etwas besseres" ersetzt wird.
Mit frischen Batterien (3,2V Spannung) habe ich 135mA gemessen.
Mir schwebt vor, eine gebrauchte 18650-Zelle als Energiequelle zu
verwenden.
Aus Platzgründen kann nur eine einzelne Zelle verbaut werden, was dazu
führt, dass die Eingangsspannung zwischen 3V und 4,1V nicht so gut zur
Betriebsspannung der LEDs passt.
Ich habe schon viel gesucht und bin unter anderem über diesen
interessanten Beitrag gestolpert:
Beitrag "Re: Konstanter Strom für LED bei 2,5V bis 5,5V"
Der dort genannte LTC3454 klingt eigentlich ziemlich spannend. Die
Nachteile sind, dass zum einen das Gehäuse nicht optimal ist und zum
anderen, dass das IC für höhere Ströme (100mA-1A) konzipiert wurde.
Es muss keine vollständig integrierte Lösung sein, ich hätte auch kein
Problem damit, einige externe Bauteile zu verbauen.
Hat jemand Bauteilvorschläge, die zu dem geplanten Vorhaben passen
würden?
Viele Grüße
Christian
Das hätte ich dazu schreiben sollen. Das Nachtlicht ist mit den 135mA
sehr hell und ich würde es gern optional auch deutlich weniger
bestromen.
Und wie gesagt, das Gehäuse ist für Bastelzwecke nicht ideal. Es ist ein
3x3mm DFN-Gehäuse mit innenliegender Massefläche. Das lässt dich wohl
nur auf einer professionell gefertigten Platine verbauen.
Viele Grüße
Christian
Christian R. schrieb:> Hat jemand Bauteilvorschläge
Na ja, zunächst mal muss man sich entscheiden, ob man immer
gleichbleibende Helligkeit bis zum Entladeschluss der LiIon von 2.5 oder
3V haben will, dann braucht man einen step up Stromschalteegler,
oder ob man lange gleiche Helligkeit, aber bei leerer werdendem Akku
z.B. unter 3.3V einen Helligkeitsabfall sogar gut findet als Kennzeichen
dass er bald leer sein wird, da braucht man einen Linearregler mit
geringem Spannungsverlust.
Dann ist jedem klar, dass direkt parallel geschaltete LEDs grosser Mist
sind, selbst bei Nennstrom auf gleiche Stromverteilung selektierte
werden bei anderem (geringerem) Strom unterschiedlich hell sein, einige
gehen früher aus als andere.
Bei step up sollte man die LED umverdrahten, damit mehrere in Reihe
kommen, und benötigt entweder einen Stromverteilungswiderstand pro Reihe
oder einen Stromschaltregler pro Reihe. Als IC ein FAN5333A mit 6 mal je
4 LED in 5mA Reihe plus 220 Ohm oder ähnliche aus:
https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8
Bei Linearregler sollte man die 24 LED aufteilen, macht 5mA pro LED,
jede LED an einen Ausgang der 6 CAT4004 oder 4 MIC4812 die erst ab 3.3V
die LEDs langsam dunkler werden lassen. Nimmt man je 3 LED an 15mA
Ausgang des AMC7111 braucht man 100 Ohm Stromverteilungswiderstände pro
LED die mit 0.5V/5mA erheblich mehr Spannungsabfall einbringen als der
Stromregel-IC und die LEDs gehen schon bei vollen 3.8V langsam aus.
Ansonsten gibt es noch mehrere faule dumme Lösungen mit unbefriedigendem
Ergebnis, die man meiden sollte.
Danke, @MaWin, die MIC4812 klingen gut. Sind zwar auch sehr klein und
erfordern eine professionell gefertigte Platine, sind aber vermutlich
handhabbarer als die Chips im DFN-Gehäuse.
Anbei noch einmal ein Foto von der Rückseite des Nachtlichtes. Hier
erkennt man, dass die LEDs großzügig in Heißkleber vergossen wurden, um
sie in Position zu bringen. Vermutlich werde ich neue 1206er SMD-LEDs
nehmen, mit Kupferlackdraht verbinden und die vorhandenen LEDs komplett
entfernen.
Die Akkus, die ich hier rumliegen habe, haben unterhalb von 3,3V sowieso
nur noch 5% Kapazität (im Vergleich zu einer Entladung bis 3,0V), der
Helligkeitsverlust ist also problemlos verschmerzbar.
Beim drüber Nachdenken kamen noch ein paar Ideen: Für die Zelle kann
dann noch ein Komparator mit drauf, der die Enable-Eingänge der MIC4812
auf GND setzt, wenn der Akku fast leer ist. Auch ein Phototransistor
würde sich gut machen, der bei geringer Umgebungshelligkeit nach und
nach 1-3 der MIC4812 ausschaltet. Eine PWM wäre vom Leuchtbild her
vermutlich hübscher, aber schaltungstechnisch weitaus aufwändiger.
Mit einem Zweifach-DIP-Schalter würde ich den Widerstand zur
Stromauswahl noch einstellbar machen, sodass man aus 4 Helligkeitsstufen
wählen kann.
Viele Grüße
Christian
von Christian R. schrieb:
>Es sind insgesamt 24 parallel geschaltete LEDs unbekannten Fabrikats>verbaut.
Schalte sie in Reihe.
Und dann einen Sperrwandler, der verhält sich am Ausgang
wie eine Konstantstromquelle. Da brauchst du nur einen
Transistor und einen Wandlertrafo. Der Transistor schaltet
den Strom ein, der Trafo speichert Energie, der Transistor
schaltet den Strom aus, der Trafo gibt die gespeicherte
Energie über eine Diode an den Verbraucher ab.
https://de.wikipedia.org/wiki/Sperrwandler
Diese 3V Lichterketten sind in der Regel für eine halbwegs konstante
Betriebsspannung (nicht Konstantstrom) gedacht. Ihre LEDs haben interne
Vorwiderstände. Nimm einfach einen 3V Festspannungsregler, zum Beispiel
den LF30.
Ich hoffe, dein Akku hat einen Tiefentladeschutz. Ansonsten kaufe dir
einen.
24 LEDs in Reihe brauchen mehr als 60 Volt, das hat meiner Meinung nach
nichts in einem Kinderzimmer zu suchen - falls du das vor hattest. Man
kann natürlich mehrere kürzere Ketten bauen. Aber wozu?, parallel
funktionieren sie auch prima.
Da das Auge Helligkeit logarithmisch wahrnimmt probiere mal eine
einzelne LiIon Zelle in Serie mit einem 68 Ohm Widerstand.
Ich habe in meiner Taschenlampe mit dicker Cree LED im Geschäft die 5
Mal Durchklickelektronik rausgeschmissen und durch einen 1,5Ohm
Widerstand ersetzt. Tut problemlos seit 15 Jahren. Wenn Dunkel wird der
Akku gewechselt.
Armin X. schrieb:> probiere mal eine einzelne LiIon Zelle in> Serie mit einem 68 Ohm Widerstand.
Aber dann fällt die Helligkeit ja immer noch zusammen mit der Spannung
ab.
> Ihre LEDs haben interne Vorwiderstände.
Gern sogar noch billiger: der Draht selbst ist der Vorwiderstand! Insb
bei welchen, wo Plus und Minus an den entgegengesetzten Enden
eingespeist wird, kann man da ziemlich sicher sein.
Aber bei so nem Nachtlicht mit Akkus rumwuseln? Nach ein paar mal
Wechseln und Aufladen ist man's leid und das Teil bleibt aus. Ich hab
einfach einen Widerstand und ein USB-Kabel genommen und das Teil an
einer USB-Wandwarze gehängt. Da es weniger als 1W verbraucht, wird es
garnicht erst ausgeschaltet und bleibt dauerhaft an. Läuft seit ca 6
Jahren ...
