Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bitte nicht schimpfen: LED-Treiber Frage; die vermutlich 4 millionste.


von Martin S. (gibsea106)


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Hi !

Bin ja ein elektronisches Greenhorn und sehe bei der derzeitigen Aufgabe 
den Wald vor lauter Bäumen nicht...

Problem:
Neben einer Lagerhalle gibt es ein WC ohne künstliche Beleuchtung/ohne 
Spannungszuleitung.

Wunsch:
Dezentes, künstlich erzeugtes Licht mittels LEDs um sich "im Klo zurecht 
zu finden".
Also keine "Fußballstadionbeleuchtung"...Optik egal.
Derzeit wird mit Kerzen und Taschenlampen operiert...;-)

Vorhandene Hardware:
-   ca. 30 Stück NiMH-Akku-Packs mit Nennspannung 26,4 V (22 Zellen?), 
Kapazität unbekannt, Gewicht 5 kg (!).
Ein Bildchen dazu (z.B.) hier:
https://www.film-tv-video.de/wp-content/gallery/ibc2008-cine-60-stellt-kopflicht-und-ak/B_IBC08_Cine60_David_1.jpg

-   Viele (sehr viele...) LED
dia. 5mm, bedrahtet,
Vf = 3,2 - 3,4 V
If = 30 mA
14000 mcd
°K = 6000

-   diverse Spannungs- und Stromregler wie LM317, LM338, LM350 usw.
-   großes Lager an R, C und Transistoren
-   alles Notwendige zum Bauen/Löten.


Mein Problem:
Als Greenhorn hätte ich gerne eine konstante Ausgangsspannung aus dem 
Akku von 24 V bei konstanten 30 mA (oder 60 mA, wenn 2 LED-Reihen 
parallel, oder 90mA bei 3 LED-Reihen...).
Diverse Tests am Steckbrett mit den ICs 317, 338 und 350 haben kein 
vernünftiges Ergebnis für eine Lösung gebracht.

Bin bei den Tests verzweifelt...

Bei Lust und Laune Eurerseits:
Ideen/Lösungsvorschläge zu einer vernünftigen Beschaltung der LEDs mit 
26,4V Nennspannungsversorgung?

Würde mich freuen,
LG Martin

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Ich würde einen Stepdown auf 12 V nehmen und dann einen LED-Streifen.

Das Problem des Akkus ist, dass die Spannung von 32 V bis irgendwas um 
die 22 V schwanken kann, je nach Ladezustand. Das bedeutet, dass man bei 
einem Linearregler bei vollem Akku fast 1/3 der Energie verheizen 
müsste. Das ist bei Batteriebetrieb schlicht schade drum.

Wenn du statt des LED-Streifens deine LEDs lieber nehmen willst, dann 
halt immer drei in Reihe und einen Widerstand davor, davon N Stück 
parallel. Das ist letztlich, was die LED-Streifen machen.

: Bearbeitet durch Moderator
von Michael B. (laberkopp)


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Nimm lieber 20mA pro LED und 6 in Reihe, macht 20.4V maximal.
Dein Alku hat nominell 26.4V aber entladen nur noch 22V, und noch tiefer 
entladen 19.8V.

Die Schaltung mit einem LM317 kostet aber 4V, also besser nur ein 
Transistor, kann so was simples wie ein BC547 sein. Eine schöne 
Schaltung nutzt einen NPN und einen PNP Transistor, 2 33 Ohm Widerstände 
um den Strom einzustellen für 12 LEDs:
1
        LED  LED       LED     LED
2
     +--|<|--|<|--...--|<|--+--|<|--+-- +
3
     |                      |       |
4
 NPN >|------+              |       |
5
    E|       |              |      33R
6
     |       |              |       |
7
    33R      |              |       |E
8
     |       |              +------|< PNP
9
     |       |                      |
10
 - --+--|<|--+--|<|--...--|<|--|<|--+
11
        LED     LED       LED  LED
Wenn dann der Akku unter 22V geht, wird das Licht dunkler und du weisst, 
dass du nachladen musst.

von Michael B. (laberkopp)


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Tschuldigung, Widerstände 150 Ohm statt 33 Ohm für 20mA.

von Jürgen (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> Ich würde einen Stepdown auf 12 V nehmen und dann einen LED-Streifen.

Warum nicht bei 26V bleiben und 24V-Streifen nehmen? Spart einen 
Stepdown-Regler und die 2Volt mher sieht man nicht mal.

LM317 als Konstantstromregler braucht nur einen Widerstand von 42/21/14 
Ohm für 30/60/90mA, simpler geht fast nicht.
http://www.reuk.co.uk/wordpress/electric-circuit/lm317-current-calculator/
Konstantstrom und Konstantspannung gleichzeitig geht bei nichtlineraren 
Bauteilen wie LEDs nicht, das mah der Herr Ohm nicht.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Jürgen schrieb:
> Warum nicht bei 26V bleiben und 24V-Streifen nehmen?

Weil die Akkus voll 32 V und leer 22 V haben, schrieb ich doch.

von dummschwaetzer (Gast)


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Im Baumarkt gibt es LED-Lampen mit Bewegungsmelder und Batterie für ca. 
10€.
Die sind zwar nicht sehr hell, dürften aber für
>Dezentes, künstlich erzeugtes Licht mittels LEDs um sich "im Klo zurecht
>zu finden".
reichen.

von Stefan F. (Gast)


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Martin S. schrieb:
> Als Greenhorn hätte ich gerne eine konstante Ausgangsspannung

Der Ansatz ist fachlich verwerflich, weil man Leuchtdioden nicht direkt 
an einer konstanten Spannung betreiben kann. Besorge dir lieber einen 
Schaltwandler mit Strombegrenzung.

Ich empfehle dir meinen Grundagen-Artikel zu LED: 
http://stefanfrings.de/LED/index.html

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Stefan F. schrieb:
> Besorge dir lieber einen Schaltwandler mit Strombegrenzung.

Wobei das bei vielen LEDs auch nicht direkt sinnvoll ist, denn du 
müsstest sie ja alle in Reihe schalten, damit die Konstantstromquelle 
sinnvoll genutzt wird.

Daher der Ansatz des Schaltwandlers auf 12 V und dann 3 LED + 
Widerstände davor, N mal parallel. Man kann wahrscheinlich auch auf 10 V 
runtergehen, oder auf 14 V und immer vier LEDs in Reihe.

Die 12 V hatte ich nur geschrieben, weil man dann handelsübliche 
LED-Streifen nehmen kann.

von Jörg R. (solar77)


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Martin S. schrieb:
> Diverse Tests am Steckbrett mit den ICs 317, 338 und 350 haben kein
> vernünftiges Ergebnis für eine Lösung gebracht.
>
> Bin bei den Tests verzweifelt...

Vielleicht hättest Du deine Versuche mal zeigen sollen. Evtl. hast Du 
z.B. den LM317 falsch beschaltet. Der hat eine andere Anschlussbelegung 
wie ein 78xx.


Michael B. schrieb:
> Tschuldigung, Widerstände 150 Ohm statt 33 Ohm für 20mA.

Du hättest deine 3 Minuten alten Kommentar editieren können;-)


Jörg W. schrieb:
> ..
> Das bedeutet, dass man bei
> einem Linearregler bei vollem Akku fast 1/3 der Energie verheizen
> müsste. Das ist bei Batteriebetrieb schlicht schade drum.

Bei der Anwendung mit einer i.d.R. kurzen Leuchtdauer würde ich den 
Wirkungsgrad außer acht lassen.

: Bearbeitet durch User
von Cyblord -. (cyblord)


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Akku Lampen mit Bewegungsmelder gibt es überall fertig zu kaufen. Da 
muss man nichts basteln.

von Stefan F. (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> Daher der Ansatz des Schaltwandlers auf 12 V und dann 3 LED +
> Widerstände davor

Oder mehrere Schaltwandler (einen pro LED Strang). Allerdings sind 
Schaltwandler für so wenige mA nicht gerade handelsüblich.

Ja ich denke dein Ansatz ist praktikabler.

von Dieter (Gast)


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Alles viel zu kompliziert.

Du nimmst einfach 8-9 Led in Reihe mit einem Vorwiderstand. Bei 32V 
sollen 10mA fliessen. Das ist bei solchen LED schon sauhellblendend.

Wenn die Akkuspannung sinkt, ueberbruckst Du manuell mit einem Schalter 
ein, und spaeter noch eine zweite LED. Wenn der zweite Schalter benotigt 
wird, weisst Di es ist Zeit den Akku wieder zu laden.

Geht so einfach ohne komplizierte elektronische Schaltungen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Cyblord -. schrieb:
> Akku Lampen mit Bewegungsmelder gibt es überall fertig zu kaufen.

Wenn man eigene Akkus verwenden will, kauft man eine für Batteriebetrieb 
und betreibt die mit einem kleinen Schaltwandler.

von Jörg R. (solar77)


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Dieter schrieb:
> Alles viel zu kompliziert.
>
> Du nimmst einfach 8-9 Led in Reihe mit einem Vorwiderstand. Bei 32V
> sollen 10mA fliessen. Das ist bei solchen LED schon sauhellblendend.
>
> Wenn die Akkuspannung sinkt, ueberbruckst Du manuell mit einem Schalter
> ein, und spaeter noch eine zweite LED. Wenn der zweite Schalter benotigt
> wird, weisst Di es ist Zeit den Akku wieder zu laden.
>
> Geht so einfach ohne komplizierte elektronische Schaltungen.

Unsinn.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Dieter schrieb:
> Geht so einfach ohne komplizierte elektronische Schaltungen.

Den Schalterklimbim kann er auch noch weglassen. Einfach zwei Stränge 
mit 7 LEDs in Serie mit je einem 1k Widerstand schalten, fertig.

Unter 21V leuchtet nix mehr (automatischer Tiefentladeschutz).

...und über 30 Volt ist auch nicht schlimm (10mA). Bei 14000mcd ist das 
hell (grell) genug.

von Georg (Gast)


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Martin S. schrieb:
> Wunsch:
> Dezentes, künstlich erzeugtes Licht mittels LEDs um sich "im Klo zurecht
> zu finden".

Z.B.:
https://www.amazon.de/Varta-Handkurbel-Taschenlampe-Flashlight-Handlampe/dp/B004QP7JR2/

Funktioniert auch mit leerer Batterie. Irgendwie mit Kette festmachen, 
sonst ist die bald weg.

Georg

von Alfred B. (alfred_b979)


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Georg schrieb:
> Martin S. schrieb:
>> Wunsch:
>> Dezentes, künstlich erzeugtes Licht mittels LEDs um sich "im Klo zurecht
>> zu finden".
>
> Z.B.:
> 
https://www.amazon.de/Varta-Handkurbel-Taschenlampe-Flashlight-Handlampe/dp/B004QP7JR2/
>
> Funktioniert auch mit leerer Batterie. Irgendwie mit Kette festmachen,
> sonst ist die bald weg.

1.

Martin S. schrieb:
> Derzeit wird mit Kerzen und Taschenlampen operiert...;-)

2.

Sobald man etwas anderweitig beschäftigt ist --> Licht aus.
Das halte ich gerade für wenig erstrebenswert. :-/
Sogar die derzeitige TaLa-Verwendung ist da noch besser.

3.

Ein Licht an der Decke wäre sowieso komfortabler.

: Bearbeitet durch User
von Jester (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Den Schalterklimbim kann er auch noch weglassen. Einfach zwei Stränge
> mit 7 LEDs in Serie mit je einem 1k Widerstand schalten, fertig.
>
> Unter 21V leuchtet nix mehr (automatischer Tiefentladeschutz).

Genau so wird ein Schuh draus. Irgendwie muss man dem 'Besucher' ja 
signalisieren, dass die Batterie nach einem baldigen Recharge verlangt.

Zur Not könnte man den 2. Strang auch mit 8 LEDs ausstatten.

von Jörg R. (solar77)


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Jester schrieb:
> Michael M. schrieb:
>> Den Schalterklimbim kann er auch noch weglassen. Einfach zwei Stränge
>> mit 7 LEDs in Serie mit je einem 1k Widerstand schalten, fertig.
>>
>> Unter 21V leuchtet nix mehr (automatischer Tiefentladeschutz).
>
> Genau so wird ein Schuh draus. Irgendwie muss man dem 'Besucher' ja
> signalisieren, dass die Batterie nach einem baldigen Recharge verlangt.
>
> Zur Not könnte man den 2. Strang auch mit 8 LEDs ausstatten.

Es gibt keine Not so einen Unsinn zu basteln.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Jester schrieb:
> Zur Not könnte man den 2. Strang auch mit 8 LEDs ausstatten.

Gute Idee 👍

Sobald der Achterstrang aus geht, weiß man sofort automatisch, dass der 
Akku aufgeladen werden muss und man hat durch den Siebenerstrang 
trotzdem noch genug Licht, um sich noch eben schnell den Popo 
abzuputzen.

von Martin S. (gibsea106)


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Hi !

Sorry für meine späte Reaktion; und vielen Dank für Eure Antworten!

Zum Thema "LED-Beleuchtung mittels 26,4 V NIMH-Akku (22-Zeller)":

-   Meine Basteleien mit dem LM317 waren wertlos (für mich als 
Greenhorn...); bin zu keinem vernünftigen Ergebnis gekommen.

-   Habe nun 4 LED-Reihen à 7 LED (also 4P 7S) mit je Reihe einem 270Ω 
an den Akku angeschlossen.

Passt prinzipiell:
Bei vollem Akku (30,8V) fließen in Summe 120mA (30mA pro Reihe; so wie 
es das Datenblatt der LED sagt).
Der Test lief stundenlang und der Akku hat kaum Spannung verloren.
Wird wohl als Licht fürs "stille Örtchen" reichen...
Obendrein hat der Akku (auf Tastendruck) eine kurzzeitig ersichtliche 
"Füllstandsanzeige":
6 grüne LEDs für den Bereich 0 bis 100%.

Enttäuscht war ich aber über die Lichtausbeute:
Naja, fürs Klo reichts, aber aus (4x7=) 28 LEDs bei empfohlener 
Dauerbelastung pro LED von I_cont. = 30mA hätte ich mir mehr erwartet.
Auch deswegen, weil die LEDs mit 14000 (!) mcd bezeichnet werden.
Ist wohl nicht ganz wahr...

EDIT:
Habe nun in der Bastelkiste eine LED-Kette mit 24V, 10W, 750 lm, 75 
Stück LEDs, Farbtemp. 2700°K, 250 cm Länge gefunden.

-   Leuchtstärke sensationell (zumindest verglichen mit den 28 Stück 
LEDs der vorhergegangenen Tests...)
Logisch, weil 3 mal mehr LEDs; bei 24 V fließen 370 mA...also mehr als 
die 3-fache Stromstärke verglichen mit den 28 LEDs meines Tests.
Auch vielleicht deswegen mehr Leuchtstärke, weil jede einzelne LED des 
LED-Streifens für mich (subjektiv) mehr "Licht" abgibt.
Liegt vermutlich an der anderen Bauart (LED-Streifen besteht aus 
SMD-LEDs, ca. 2,8 mm x 3,2 mm)

-   Lt. Datenblatt des LED-Streifens:
24V, 10 W, sollten nach I = P/U = 417 mA fließen.
Meine "Fluke 45" Geräte zeigen bei 24V allerdings I = 360 mA.
Nun gut, entweder sind meine Geräte "daneben", oder der 
LED-Streifen-Hersteller hat falsche Angaben im Datenblatt.

-   Bei testweise kurzfristiger Erhöhung der Spannung (via Netzgerät) 
auf die zukünftige Akku-Betriebsspannung auf 30,8 V fließen 598 mA

Greenhornfragen meinerseits:
-   Schädige ich den LED-Streifen mit der (Über-)Betriebsspannung von 
30,8V?
-   Wenn ja, wie kann ich diesen 24V-LED-Streifen an einer 30,8V 
Spannungsquelle sicher betreiben?
Die Differenzspannung mittels R vernichten?
R = U/I, R = 6,8V / 0.360 mA = 18,89Ω; bei P = UI = 2,45 W?

Sorry, ich geniere mich ja für diese Fragen, aber sehe den Wald vor 
lauter Bäumen nicht mehr...

Wenn jemand keine Lust hat zu antworten so ist das natürlich 
verständlich und ok.

Liebe Grüße,
Martin

: Bearbeitet durch User
von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Martin S. schrieb:

> Auch deswegen, weil die LEDs mit 14000 (!) mcd bezeichnet werden.

Was glaubst du, warum bei LEDs für Beleuchtungszwecke eben keine 
(punktuelle) Helligkeit, sondern ein Lichtstrom (in Lumen) angegeben 
wird?

Wenn du das Licht stark konzentrierst, hast du zwar eine hohe 
Helligkeit, aber noch lange keinen großen Lichtstrom. Den brauchst du 
aber, wenn du was beleuchten willst.

> -   Schädige ich den LED-Streifen mit der (Über-)Betriebsspannung von
> 30,8V?

Ja, ist halt nur die Frage, wie relevant das ist. Die Schädigung ist 
eher langfristig.

> -   Wenn ja, wie kann ich diesen 24V-LED-Streifen an einer 30,8V
> Spannungsquelle sicher betreiben?
> Die Differenzspannung mittels R vernichten?

Ein Spannungsregler wäre besser. Allerdings vernichten deine LM317 halt 
relativ viel auch dann, wenn die Eingangsspannung unter die 24 V 
gesunken ist. Besser wären "low dropout"-Regler (die einigermaßen 
"Durchschalten", wenn die Eingangsspannung zu klein wird), aber für 
solch hohe Spannungen dürfte da die Auswahl nicht so sehr groß sein.

von Teo D. (teoderix)


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Martin S. schrieb:
> Hi !
>
> Bin ja ein elektronisches Greenhorn und sehe bei der derzeitigen Aufgabe
> den Wald vor lauter Bäumen nicht...

Jörg W. schrieb:
> Martin S. schrieb:
>
>> Auch deswegen, weil die LEDs mit 14000 (!) mcd bezeichnet werden.
>
> Was glaubst du, warum bei LEDs für Beleuchtungszwecke eben keine
> (punktuelle) Helligkeit, sondern ein Lichtstrom (in Lumen) angegeben
> wird?
>
> Wenn du das Licht stark konzentrierst, hast du zwar eine hohe
> Helligkeit, aber noch lange keinen großen Lichtstrom. Den brauchst du
> aber, wenn du was beleuchten willst.

---> Beachte den Abstrahlwinkel!

SCNR

von pegelwendler (Gast)


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Alfred B. schrieb:
> Sobald man etwas anderweitig beschäftigt ist --> Licht aus.
> Das halte ich gerade für wenig erstrebenswert. :-/
> Sogar die derzeitige TaLa-Verwendung ist da noch besser.

Die Leute sollen kacken, nicht einen hobeln! Wer kackt hat zwei Hände 
frei.

Andererseits fände ich auch widerlich, eine Kurbeltaschenlampe mit 
Scheiße am Griff benutzen zu müssen. Irgendwann kommt der Moment, an dem 
jemand beim Abwischen nachkurbeln muss.

von Mario P. (mario_71950c)


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Für Konstantspannungs-LED-Streifen an Batterien eignen sich 
DC/DC-Wandler, um aus der veränderlichen Eingangs-/Batteriespannung eine 
konstante Ausgangsspannung zu erzeugen.
Beim vorhandenen Akku und 12V-LED-Streifen kommen step-down wandler zum 
Einsatz, bei denen die Ausangsspannung immer unter der Eingangsspannung 
liegt (z.B. 
https://eckstein-shop.de/XL4015-DC-Step-Down-Spannungsregler-36V-5A-Wandler-UBEC-SBEC-BEC-fuer-Arduino; 
oder auch 
https://eckstein-shop.de/LM2596SDC-DCeinstellbarerStep-DownSpannungsreglerAdjustablePowerSupplyModul 
für Leistungen <10W, auf der gleichen Seite auch von Pololu, die 
deutlich kleiner in der Bauform sind, aber dafür auch preislich 
wesentlich höher liegen).
Beim dem vorhandenen Akku und 24V-LED-Streifen kommen 
step-up/step-down-Wandler zum Einsatz, bei denen die Ausgangsspannung 
sowohl über als auch unter der Eingangsspannung liegen kann (z.B. 
https://eckstein-shop.de/DC-DC-10V-35V-to-1V-35V-80W-Automatic-Step-down-up-Voltage-Regulator-Power-Modul).

Mario P.

von Alfred B. (alfred_b979)


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pegelwendler schrieb:
> kacken, einen hobeln, Scheiße

Was Du so alles in den Mund nimmst...

Und was Du alles SICHER WEISST! :-)

Längere Sitzungsdauer und diese Zeit nicht unbedingt mit
Kurbelei verbringen zu wollen/gar nicht zu können - ist
natürlich alles ausschließlich Klohoblern vorbehalten.

Logisch, ist ja auch DIE bevorzugte Beschäftigung in so
unbeleuchteten und vor allem abseits stehenden WCs. Und
sag's doch gleich, wie es ist: Es wäre eindeutig purste
Lichtverschwendung, und geriete auch zum Dauerzustand,
sobald bekannt würde, daß dort "Schlüssellöcher lesbar".


Wundersam, daß Du keinen Hoblingggenerator vorschlugst,
als Öko-Lösung für (fast) pausenlos dauerbehobelte WCs
ohne Netzanschluß...

: Bearbeitet durch User
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