ich möchte einen Ledstreifen 12V warmweiß in eine Eisenbahn einbauen. Pro Wagen 15 LEDS. Auf dem Streifen sind Vorwiderstände installiert. Ich möchte zusätzlich einen 1,5k Widerstand vor den LEDs löten, um die Helligkeit weiter zu reduzieren.
Nun habe ich dazu zwei Fragen:
Wie finde ich raus, ob ich einen Widerstand mit 0,25W Belastbarkeit oder 0,5Watt benötige? Also wie berechne ich das?
Ich möchte die Litzenstärke berechnen. Laut Hersteller verbrauchen 5m Streifen 45Watt. Bei 600 LEDs und 12V sind es (45/12)/600 und dann mal 15 LEDs ergibt 0,09A. Laut Multimeter sind es aber 0,02A.
Da müssten eigentlich auch ultradünne Litzen mit 0,14mm² reichen oder?
Da ist nichts ultradünnn. Das sind normale Steuerleitungen.
Wenn Du es dünn haben willst, nimm CuL Draht. Da Du eh einen Vorwiderstand davor schalten willst, kannst Du den dünnsten Draht nehmen den Du bekommen (und verarbeiten kannst).
Nun habe ich dazu zwei Fragen:
Wie finde ich raus, ob ich einen Widerstand mit 0,25W Belastbarkeit oder
0,5Watt benötige? Also wie berechne ich das?
Ich würde mir vorneweg mal ansehen, was da eh' schon für ein Widerstand verbaut ist.
Laut Hersteller verbrauchen 5m Streifen 45Watt. Bei 600 LEDs
Also 45W/600 LEDs = 75mW pro LED. Wenn eine LED nun ca. 3V Uf hat, ergibt das einen LED-Strom von 75mW/3V = 25mA. Sieht plausibel aus. Und vermutlich sind dann 3 LEDs in Reihe zu 1 Vorwiderstand geschaltet: 3V*3 = 9V. Damit bleiben 3V für den Vorwiderstand, der müsste dann 3V/25mA = 120R haben und eine Verlustleistung von 75mW aushalten. Das kann schon ein 0603 Widerstand.
Wenn du nun 15 solcher Leds hast, dann sind von dieser 3er-Reihenschaltung 5 parallel geschaltet und die brauchen gesamt 125mA.
Ich möchte zusätzlich einen 1,5k Widerstand vor den LEDs löten
Wie bist du auf 1k5 gekommen?
Diese eben berechneten 125mA würden an einem 1k5 Widerstand dann einen Spannungsabfall von 187V erzeugen. Das deutet auf einen zu hoch gewählten Widerstandswert hin.
Aber wir könen den Spieß auch umdrehen: die 5er-Parallelschaltung von 3er-Reihenschaltungen kann durch eine Schaltung mit 3 Stück 125mA-LEDs und einem 120R/5 = 24R widerstand LEDs in Reihe ersetzt werden.
Wenn du nun einen 1k5 davor setzt, hast du einen Rv von 120R+1k5 = 1k62 Worwiderstand. Daran fallen 3V ab, was einen Gesamtstrom von 3V/1k62 = 1,8mA ergibt. Damit bleiben nur 1,8mA/5 = 360µA pro LED übrig. Das wird schön schummerig.
Aber wie auch immer: an dem 1k5 Widerstand ergibt sich dank des geringen Stroms eine Leistung von (1,8mA)²*1k62 = 5,2mW, womit selbst der winzigste SMD-widerstand kein Problem haben wird.
Ich möchte die Litzenstärke berechnen.
Jede Litze, die du löten kannst, hält den Strom aus.
5m Streifen 45Watt. Bei 600 LEDs und 12V sind es (45/12)/600
und dann mal 15 LEDs ergibt 0,09A.
Zahlen sind geduldig.
Aber tatsächlich müssten in den 5m-Streifen knackige 45W/12V = 3A75 hineinfließen. Das wird die Leiterbahn nicht abkönnen, also müsste man für eine zuverlässige Messung mehrmals einspeisen.
Ein Tipp: immer mit Einheiten rechnen!
Laut Multimeter sind es aber 0,02A.
Was hast du da in welcher Schaltung wo wie womit gemessen?
vielen Dank für deine ausführliche und informative Rückmeldung.
Ich habe dazu Mal ein Foto beigefügt. Den Strom habe ich nur für die 15 LEDs gemessen. Verbaut ist ein 121 Widerstand für 3 LEDs. Mit dem Widerstand davor dumme ich die LEDs, damit diese im Zug weniger hell und somit authentischer wirken.
Später erfolgt noch der Einbau eines Gleichrichters mit Kondensator. Merkwürdig fand ich hierbei aber, dass manche neben dem 1-2k Widerstand zusätzlich einen weiteren wesentlich kleineren Widerstand vom + Anschluss des Gleichrichters zum + des Kondensators anschließen. Frage mich, wozu das gut sein soll.
Mit dem Widerstand davor dumme ich die LEDs, damit diese im Zug
weniger hell und somit authentischer wirken.
Ein Freudscher Versprecher? Allerdings betreibst du die LED anscheinend gerade nicht an 12V. 12V~ ergeben nach Gleichrichtung nicht 12V=
Später erfolgt noch der Einbau eines Gleichrichters mit Kondensator.
Dann miß halt mal die Spannung an Kondensator. Da werden 16..18V bei rauskommen. Und wenn du das hast, kannst du nochmal den LED-Strom ausrechnen, wie Lothar es dir vorgemacht hat.
Der Kondensator erscheint mir (mit 1000µF?) auch viel zu groß. 47µF sollten dicke reichen. Wenn dir die LED mit 100Hz nicht flimmern sollten (tun sie für die meisten Menschen nicht) dann kannst du den auch weglassen.
Merkwürdig fand ich hierbei aber, dass manche neben dem 1-2k Widerstand
zusätzlich einen weiteren wesentlich kleineren Widerstand vom +
Anschluss des Gleichrichters zum + des Kondensators anschließen. Frage
mich, wozu das gut sein soll.
Wenn ich dich richtig verstehe, dann schalten "diese Leute" dem "1-2k Widerstand" einen kleineren Widerstand parallel. Also verkleinern damit effektiv den "1-2k Widerstand" und erhöhen so den LED-Strom.
Eben damit die LED auch leuchten und nicht nur glimmen. Das ergibt Sinn, denn 360µA (Lothars Rechnung) pro LED sind eben doch etwas wenig ...
dass manche neben dem 1-2k Widerstand zusätzlich einen weiteren
wesentlich kleineren Widerstand vom + Anschluss des Gleichrichters zum +
des Kondensators anschließen
Wer denn? In welcher Schaltung? Gibt es da einen Link dazu?
ich betreibe den LED Streifen momentan mit 12V Gleichspannung. Später erfolgt der Betrieb an Wechselspannung (rund 18V). Dann kommt auch der Gleichrichter zum Einsatz.
Für den Gleichrichter später nutzt man wohl einen 100 Ohm Widerstand vor dem Kondensator. Der zweite mit rund 1,5k oder 2k dient dann zum dimmen der LED Streifen, wie im Bild zu sehen.
Jetzt muss ich nur 100% sicher sein, dass für beide Widerstände 0,25W Belastbarkeit auf den Widerstand ausreichen.
dass manche neben dem 1-2k Widerstand zusätzlich einen weiteren
wesentlich kleineren Widerstand vom + Anschluss des Gleichrichters zum +
des Kondensators anschließen
Wer denn? In welcher Schaltung? Gibt es da einen Link dazu?
Meine Vorstellung / Vermutung:
Ein kleiner Widerstand zwischen dem Gleichrichter und dem Siebelko dient dazu, den Ladestrom in den Elko zu begrenzen. Ich denke, das sonst bei einer Digitalsteuerung evtl. die Datenübertragung beeinträchtigt wird.
Die Quelle für die Aussage sollte er jedoch schon nennen, zumal er über die Art der Versorgung bisher nichts verlauten lies.
Ich möchte die Litzenstärke berechnen. Laut Hersteller verbrauchen 5m
Streifen 45Watt. Bei 600 LEDs und 12V sind es (45/12)/600 und dann mal
15 LEDs ergibt 0,09A.
Später erfolgt der Betrieb an Wechselspannung (rund 18V). Dann kommt
auch der Gleichrichter zum Einsatz.
Dann hast du etwa (18V-1,2V)*1,41 = 24V DC.
Für den Gleichrichter später nutzt man wohl einen 100 Ohm Widerstand vor
dem Kondensator.
HildeK liegt vermutlich richtig.
Der zweite mit rund 1,5k oder 2k dient dann zum dimmen
der LED Streifen, wie im Bild zu sehen.
Jetzt muss ich nur 100% sicher sein, dass für beide Widerstände 0,25W
Belastbarkeit auf den Widerstand ausreichen.
Dann muss nur der 1k5 betrachtet werden. Beim 2k wird der Strom niedriger und die Verlustleistung geringer sein.
Lassen wir mal die 24R aus dem Ersatzschaltbild des LED-Strifens weg, dann fallen an dem 1k5 also 24V-9V = 15V ab. Und die Leistung ist damit P = U²/R = (15V)²/1500R = 0,15W. Alles gut.
Merkwürdig fand ich hierbei aber, dass manche neben dem 1-2k Widerstand
zusätzlich einen weiteren wesentlich kleineren Widerstand vom +
Anschluss des Gleichrichters zum + des Kondensators anschließen. Frage
mich, wozu das gut sein soll.
Der Widerstand am Kondensator dient der Strombegrenzung beim Laden. Ein leerer Kondensator stellt praktisch einen Kurzschluß dar und würde vom Booster als solcher erkannt werden, was dann zur Abschaltung der Gleisspannung führt. Da hält sich die Freude beim Einschalten der Anlage sehr in Grenzen. Parallel zum Widerstand gehört eine Diode, die diesen in Gegenrichtung überbrückt und einen höheren Strom zum Puffern zulässt. Der Widerstand alleine würde dabei sehr stören.
Dann miß halt mal die Spannung an Kondensator. Da werden 16..18V bei
rauskommen. Und wenn du das hast, kannst du nochmal den LED-Strom
ausrechnen, wie Lothar es dir vorgemacht hat.
Nein. Digitalspannung ist keine Sinus-, sondern eine Rechteckspannung. Gleichgerichtet ist die gleich der Gleisspannung abzüglich des Spannungsabfalls am Brückengleichricher.
47µF
sollten dicke reichen. Wenn dir die LED mit 100Hz nicht flimmern sollten
(tun sie für die meisten Menschen nicht) dann kannst du den auch
weglassen.
Ist aber leider auch Unsinn. Der Kondensator dient als Pufferkondensator bei Stromkreisunterbrechungen zwischen Rad und Schiene. Ein mit LEDs beleuchteter Zug ohne Kondensator flackert ständig und ist wirklich kein schöner Anblick. 470µF ist ein guter Wert. In SMD lässt der sich auch gut verstecken.
Da müssten eigentlich auch ultradünne Litzen mit 0,14mm² reichen oder?
Ja, zumal du mit 15 SMD LED bei 20mA Nennstrom schon einen Atomblitz auf der Anlage spazieren fährst.
Für Waggonbeleuchtung tun es hier 6 LED a 1mA, und das erscheint immer noch unnatürlich hell (tagsüber gut erkennbar).
Allerdings hänge ich nicht einen LED Strip für Gleichstrom ans Gleis, sondern es kommt (Märklin digital) ein Gleichrichter (MB6S, was kleineres war gerade nicht da) ein Siebelko (100uF/35V, es tun auch 10uF) und ein Konstantstromregler davor, damit ist es gleich hell, egal wie hoch die Spannung noch ist die am Ende der Anlage ankommt.
Für Waggonbeleuchtung tun es hier 6 LED a 1mA, und das erscheint immer
noch unnatürlich hell (tagsüber gut erkennbar).
Nein, das reicht nicht. Ein längenverkürzter 26,40m Wagen braucht zur gleichmässigen Beleuchtung 15 Leds. Man könnte auch 14 oder 16 nehmen. Aber die sehr praktischen Led-Streifen, die man einfach ins Dach klebt, mit ihrer 3er Gruppierung geben das so her.
viielen Dank für die tollen Beiträge. Das hilft mir viel weiter. Pro Diode sind es 3,175V. Habe es eben nachgemessen. Als Litze habe ich sogar welche mit 0,02m^2. Die müssten für 15 LEDs auch noch reichen.
Lassen wir mal die 24R aus dem Ersatzschaltbild des LED-Strifens weg,
dann fallen an dem 1k5 also 24V-9V = 15V ab. Und die Leistung ist damit
P = U²/R = (15V)²/1500R = 0,15W. Alles gut.
Lass uns mal der Einfachheit so tun, als hätten die LED Streifen gar keinen Spannungsabfall und keinen Widerstand, dann bräuchtest du für deinen Dimm-Widerstand:
12 V / 1,5 kΩ = 8 mA
8 mA · 12 V = 96 mW
Ich glaube du wirst keinen Widerstand finden, der das nicht aushält.
Da die LED Streifen aber doch Spannungsabfall und Innenwiderstand haben, wir dein Dimm-Widerstand sogar noch geringer belastet. Sehr viel geringer sogar.
Heutzutage fährt man digital. Dabei liegt eine dauerhafte Spannung am Gleis, welche auch Steuerdaten für die Fahrzeuge enthält. Diese werden von einem µC in der Lok ausgewertet und die Lok damit gefahren. Mit dieser Dauerspannung kann auch eine konstante Waggonbeleuchtung realisiert werden. Baut man in den Waggon einen Decoder ein, ist diese auch schaltbar. State of the art sind Sounddecoder, mit denen realistische Geräusche erzeugt und über Smartphone-Lautsprecher wiedergegeben werden. Die Sounds kann man sich wie Klingeltöne runterladen und in der Lok oder im Waggon installieren. Da kann man dann tatsächlich "zurück bleiben bitte" aus dem Lautsprecher keifen, die Türen der S-Bahn geräuschvoll zuknallen und den Zug wegheulen lassen.
.... egal wie hoch die Spannung noch ist die am Ende der Anlage ankommt.
Wenn am "Ende der Anlage" zu wenig Spannung ankommt, wird es höchste Zeit, über den Kabelquerschnitt der Anlagenverdrahtung und Einspeisepunkte ins Gleis nachzudenken.
Heutzutage fährt man digital. Dabei liegt eine dauerhafte Spannung am
Gleis, welche auch Steuerdaten für die Fahrzeuge enthält. Diese werden
von einem µC in der Lok ausgewertet und die Lok damit gefahren. Mit
dieser Dauerspannung kann auch eine konstante Waggonbeleuchtung
realisiert werden. Baut man in den Waggon einen Decoder ein, ist diese
auch schaltbar. State of the art sind Sounddecoder, mit denen
realistische Geräusche erzeugt und über Smartphone-Lautsprecher
wiedergegeben werden. Die Sounds kann man sich wie Klingeltöne
runterladen und in der Lok oder im Waggon installieren. Da kann man dann
tatsächlich "zurück bleiben bitte" aus dem Lautsprecher keifen, die
Türen der S-Bahn geräuschvoll zuknallen und den Zug wegheulen lassen.
Ja, digital habe ich nicht mehr mitgemacht 😳 Hatte ich auch nicht so aus der Fragestellung verstanden, danke für die Aufklärung!
Ja, digital habe ich nicht mehr mitgemacht 😳 Hatte ich auch nicht so
aus
der Fragestellung verstanden, danke für die Aufklärung!
Dieser neumodische Kram ist doch etwas für Yuppies.
Na klar, man kann alles für die Schienenspannung fahren, aber das hat seine Grenzen. Bei größeren Anlagen und mehreren Zügen kommen da schnell Amperes zustande und dann lässt sich das schlecht absichern, weil man die ja zulassen muss und dann lasse mal einen Metallzug entgleisen, der das kurzschließt.
Die meisten LEDs sitzen eh außerhalb der Strecke. Ich plädiere für mehrere und autarke Versorgungsnetze. Nicht umsonst haben die meisten Bahnen im MW einen Akku, der im Bahnhof geladen werden kann.
