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LED-Ringlicht, fertig auf S.3 (Bild)

Montag, 9. Juni 2008, 15:45

Hallo,

Kann man LEDs (mit zB UF=3,1V, IF=20mA) direkt an 2 1,5V-Zellen in Reihe hängen?

Weil man sich halt angewöhnt hat, daß LEDs immer mit Vorwiderstand/Stromquelle betrieben werden sollen.

(falls Widerstand nötig, reicht ein möglichst kleiner, oder?)

Edit: LED-Ringlicht und Step-Up-Fragen ab #8.

Edit2: fertig auf Seite 3

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Montag, 9. Juni 2008, 16:05

direkt geht nicht, oder zumindest nicht sehr lange.
Nimm einen 4,7R Widerstand. Ich würde aber einen 10-20 Ohm Wiederstand testen. So kann man bei wenig Helligkeitsverlust eventuell ne menge Stom aus dem Akku sparen.

Das passt dann schon.

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Montag, 9. Juni 2008, 16:22

Also doch richtiges Gefühl gehabt. Aber die LEDs wären doch schon bei 0 Ohm unter den 3,1V - kannst Du das mit der (nötigen) Strombegrenzung in diesem Fall näher erläutern?

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Montag, 9. Juni 2008, 16:33

Schaue dir die Kennlinien der LEDs an, dan weisst du das so eine LED schon vorher Leuchtet.
Auch sind idr. toleranzen von 20% bei LEDs nicht selten. Es reicht ja schon wenn deine Akkus/Batterien nur mal 0.1V mehr haben.

Sebastian

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Montag, 9. Juni 2008, 16:35

kurz und platt:

die LED alleine an ner Spannungsquelle verhält sich alles andere als linear, wäre allein noch kein großes Problem, nur ändert sie dabei auch die Kennlinie wenns schlecht läuft. Deshalb besser den Strom über den Vorwiderstand begrenzen damit nix kaputt geht

edit: mal wieder zu langsam
"When mountains speak, wise men listen" - John Muir

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Dienstag, 10. Juni 2008, 15:26

Dann Frage ich andersrum:
Ich habe hier noch 17 Stück von diesen LEDs, und will die über Batterie(n) leuchten lassen.

Wie am besten?

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Dienstag, 10. Juni 2008, 16:09

IMHO entweder so oder auch so und hier sind auch noch ein paar Links drin.

Am *besten* geht das bei Primärbatterien eben über Step-Up-Schaltwandler, weil da die Batterie bis zum Schluss ausgelutscht wird und wenig Leistung sinnlos verbraten wird. Bei Akkus würde ich eher mehrere Akkus in Reihe schalten und einen Step-Down-Regler verwenden, weil man da die Tiefstentladung besser verhindern kann.

Am *einfachsten* nimmst Du eben einen niederohmigen Vorwiderstand, wie Sebastian schon geschrieben hat.

Was soll's denn werden, eine Taschenlampe?

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Dienstag, 10. Juni 2008, 17:13

An sowas hatte ich auch erst gedacht, aber ich will ja 17 Stück dranhängen.
In Reihe müßte sich die Spule ja auf fast 53V hochschaukeln :o

Parallel wärens zwar 240mA, aber das wäre wegen Toleranzen bei den LEDs eher schlecht, oder?

Und für jede LED einzeln ist der Aufwand zu groß.

Also was nun? irgendwie stehe ich grad auf dem Schlauch

Wegen Vorwiderstand: wie berechne ich die Verlustleistung am Vorwiderstand, wenn Versorgungsspannung kleiner als UF der Diode?

(kommt man mit einem (bzw 2 halbsogroßen) 1206-SMD-Widerständen (Viertelwatt(?)) hin, bei 17 parallelen LEDs?)

Taschenlampe ist schon dicht dran, allerdings für Licht bei Makroaufnahmen gedacht.

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Dienstag, 10. Juni 2008, 18:09

Ah ja, dann sieh Dir doch mal diese Seite an, da hat jemand ein solches Projekt schon durchgezogen.

17 LEDs hängt man auch normalerweise weder alle in Reihe noch alle parallel, sondern man macht ein paar davon in Reihe und ein paar dieser Stränge dann parallel - so hat's auch der o.a. Herr Danninger gemacht.

Blöderweise ist 17 eine Primzahl, also müsstest Du entweder eine weglassen und 4x4 LEDs schalten oder zwei weglassen und 3x5 oder auch 5x3 LEDs, eine nachkaufen und 3x6 LEDs verschalten oder, oder, oder...

Zitat

Wegen Vorwiderstand: wie berechne ich die Verlustleistung am Vorwiderstand, wenn Versorgungsspannung kleiner als UF der Diode?

(kommt man mit einem (bzw 2 halbsogroßen) 1206-SMD-Widerständen (Viertelwatt(?)) hin, bei 17 parallelen LEDs?)


Exakt berechnen ist da ohne Datenblatt schwierig, weil der Durchlassstrom unterhalb von UF nur geraten werden kann. Aber so genau brauchst Du das gar nicht,
die kleinen SMD-Widerstände reichen bestimmt. Gehen wir mal über den Daumen von max. 15mA Durchlasstrom aus. An einem 10 Ohm-Widerstand fallen dann 150mV Spannung ab, das ergibt eine Verlustleistung von 2,25mW.

Edit: Ich seh' grad, du wolltest ja einen gemeinsamen Widerstand verwenden. Das würde ich lassen. 15mAx17LEDs sind 255mA, nehmen wir einen 4,7 Ohm-Widerstand sind das 1,2V (zu viel) und eine Leistung von 300mW, das ist nix mehr für SMD-Widerstände. Nee. Bei SMD-Hühnerfutter kann man ja problemlos jeder LED ihren eigenen Vorwiderstand verpassen.

Und unterschätze die Zeit für Einstellarbeiten bei Makrofotografie nicht - so ein ViertelAmpere zieht Mignons mit ca. 1500mAh schon innerhalb von zwei Stunden Leuchtdauer deutlich 'runter, auch wenn sie rechnerisch knapp 6 Stunden halten müssten. Die Spannung geht halt schon früher in die Knie, was bei Glühlämpchen nicht sooo schlimm ist. Die glimmen dann eben etwas gemütlicher. Aber LEDs die sowieso schon unterhalb des Diodenknicks betrieben werden, die werden dann sehr schnell dunkler.

Probier's aus - aber tu Dir selbst den Gefallen und bau das so, dass Du später mit wenig Aufwand auf eine Schaltwandler-Lösung upgraden kannst...

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Dienstag, 10. Juni 2008, 18:27

Zitat von »Limbachnet«

Blöderweise ist 17 eine Primzahl


siebzehn ist so viel mehr als eine Primzahl :D :D :D
Gute work-live-balance ist, wenn man von seinem Privatleben erschöpfter ist als von der Arbeit.

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Dienstag, 10. Juni 2008, 19:53

Danke Limbachnet, ist so ziemlich das, was ich vorhatte ;)
Werde jetzt erstmal den maximalen preislichen Rahmen und die gewünschte LED-Anzahl erfragen (ist ja nicht für mich...), und in Abhängigkeit davon dann entscheiden wie´s weitergeht.
Kann ich auf Deine Hilfe bei der Anpassung der Schaltung an meinen Rahmen zählen?

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Mittwoch, 11. Juni 2008, 01:44

Also, wieviel Zeit ich die Tage so habe, kann ich schwer abschätzen. Tipps gebe ich gerne, aber Denken und Löten musst Du selber. Ich könnte zwar selbst so ein Ding gebrauchen, aber das ist ein Winter-Projekt! Und da kommt erst mal der Dia-Digitizer dran...

Allerdings denke ich, dass nur die Anzahl der LEDs pro Strang und der Fühlerwiderstand angepasst werden müssen, wenn Du bei der Danninger-Schaltung mit vier Strängen bleibst. Das bekommen wir hin...

Die Batterie-Killer-Variante mit den Vorwiderständen ist ganz einfach zu entwerfen, erfordert aber Fleiß beim Löten...

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Mittwoch, 11. Juni 2008, 20:39

Es gibt auch Mehrfach-Widerstände in einem Gehäuse mit einem gemeinsamen Ein-/Ausgang, da kann man sich schon einiges an Lötarbeit sparen.

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Mittwoch, 11. Juni 2008, 22:26

Naja, Widerstandsarrays sparen zwar ein paar Lötstellen, aber ich finde normale SMD-Widerstände extrem praktisch; die brauchen ja praktisch keinen Platz im Layout. Einfach eine Lücke in der Leiterbahn...

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Mittwoch, 11. Juni 2008, 23:04

Widerstandsnetzwerke?

würde bei der Schaltreglerversion nicht wirklich was bringen (3 Lötstellen - so ist´s aber Layouttechnisch besser), bei der "Batteriekillerversion" sicher, aber ich versuch meinen Schwager noch "durchzukneten".

@Limbachnet: Löten werd ich schon schaffen (will ja eh Erfahrung sammeln), und mit dem Denken ist das so, daß mir da wohl einige Grundlagen für die Berechnung fehlen.
Konkret: Bei meiner "Hintergrundbeleuchtungsgeschichte" hatte ich einen LM2567 als Abwärtswandler verwendet.
Jetzt ists ein Aufwärtswandler.
Ich sehe die Schaltung so: Der LM... "switcht" die Spule auf Gnd, durch den dabei wechselnden Strom wird in der Spule `ne Spannung induziert die, mit der Eingangsspannung (addiert) die Ausgangselkos lädt.
Normalerweise würde FB (Pin2) jetzt die Spannung der Ausgangselkos "messen", und der LM das Schaltverhalten des switches (Pin4) "beeinflussen".
Wo ist da jetzt die Strombegrenzung?
Irgendwie muß das was in der Richtung sein: mit steigender Spannung steigt auch der Strom durch die LEDs (nichtlinear, klar), dadurch fällt an dem (festen) Widerstand bei den LEDs eine immer höhere Spannung ab, und DIESE wird durch Feedback detektiert ... oder... wie denn nun *Kopfschmerzen krieg*
jedenfalls ist mir die Berechnung überhaupt nicht klar
???

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Donnerstag, 12. Juni 2008, 01:31

Zitat

Der LM... "switcht" die Spule auf Gnd, durch den dabei wechselnden Strom wird in der Spule `ne Spannung induziert die, mit der Eingangsspannung (addiert) die Ausgangselkos lädt.

So sehe ich das auch.

Zitat

Normalerweise würde FB (Pin2) jetzt die Spannung der Ausgangselkos "messen", und der LM das Schaltverhalten des switches (Pin4) "beeinflussen".


Normal ja - FB misst normalerweise über einen Spannungsteiler einen Teil der Ausgangsspannung und regelt nach, bis dieser Teil 1,24V beträgt. Hier wird aber die Spannung über dem Fühlerwiderstand der ersten Diodenreihe gemessen. Bei knapp 20mA Diodenstrom fallen an 62 Ohm eben die 1,24V ab, auf die der Regler regelt.

Zitat

Wo ist da jetzt die Strombegrenzung?
Irgendwie muß das was in der Richtung sein: mit steigender Spannung steigt auch der Strom durch die LEDs (nichtlinear, klar), dadurch fällt an dem (festen) Widerstand bei den LEDs eine immer höhere Spannung ab, und DIESE wird durch Feedback detektiert ... oder... wie denn nun *Kopfschmerzen krieg*


Du kannst die Kopfschmerzen abstellen - genau so ist es. :D Da gibt's keine Strombegrenzung, die gibt's bei solchen Boost-Reglern nie. Im Kurzschlussfall fließt der Strom ja direkt aus den Batterien über die niederohmige Spule und die Schottkydiode in die Last, da kann der Regler gar nix verhindern. Aber er stellt die Ausgangsspannung so ein, dass über dem 62 Ohm-Fühlerwiderstand 1,24 Volt abfallen, was eben bei knapp 20mA Diodenstrom der Fall ist.

Gemessen wird hier aber nur die erste Diodenreihe, die anderen müssen identisch aufgebaut sein, weil sie die gleiche Reglerspannung aufgeprägt bekommen.

Die Berechnung ist damit ganz einfach - wir müssen unter 36V Ausgangsspannung bleiben (bei Induktivitäten und Schottkys aus der Bastelkiste deutlich darunter), müssen den Nennstrom der LEDs kennen und dann brauchen wir nur den ollen Ohm für den Vorwiderstand. Das sollte kein Problem darstellen. :)

Das Platinenlayout sollte schamlos abgekupfert werden - bei den höheren Schaltfrequenzen muss man schon auf unerwünschte HF-Effekte aufpassen. Die großen Kupferflächen hat der Danninger da nicht zum Sparen von Ätzlösung draufgelassen...

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Donnerstag, 12. Juni 2008, 15:13

das ist auch recht praktisch für fälle wie deinen: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1109111.htm

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Donnerstag, 12. Juni 2008, 15:35

eben nicht, da ich ursprünglich `ne kleinere Spannung als die Vorwärtsspannung anlegen wollte. Da meint der Rechner nur NaN (nebenbei, Vorwiderstände berechnen kann ich selbst)
Inzwischen sind wir aber bei Strombegrenzung mit Aufwärtsreglern angekommen ;)

Zwischenstand: Budget liegt bei 25€. Davon würden die LEDs (32)  ca 11 kosten. Sollte also zu schaffen sein.
Meine LEDs ziehen ja auch 20mA, aber bei 3,1V (max zulässige Spannung) - somit wäre ich mit 8*3,1V=24,8V deutlich genug unter den 36V, oder?!
Die 62Ohm-Widerstände können so bleiben:
Mit Nennstrom=20mA und UR=1,23V (<-Vorgabe) folgt: R=U/I=1,23V/0,02A=61,5Ohm.

Somit könnte das ganze so ... ähm ... übernommen werden ;)

Wo kriegt man die ganzen SMDs her? (insbes. den LM2585-adjust)

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Donnerstag, 12. Juni 2008, 16:58

Zitat

Somit könnte das ganze so ... ähm ... übernommen werden

Na fein! :D

Zitat

Wo kriegt man die ganzen SMDs her? (insbes. den LM2585-adjust)

Ich würde zu Segor marschieren, die versenden aber auch.

Re: LEDs (ohne R) direkt an Batterie?

Samstag, 14. Juni 2008, 01:00

Ui... 9€ für den IC...

gibts Alternativen?
den hier hat Pollin für 35 Europfennige, läßt sich damit nicht was machen?
wäre aber wieder alles neu zu berechnen.
(hätte dann 8 LEDs pro Strang (8*3,1V=24,8V), davon 4 Stränge (4*20mA=0,08A) am Ausgang - das sollte der doch schaffen, oder?)

Ähem ... welchen Pinabstand hat TO263 (also der LM...) eigentlich? (ca) 1mm?