Simple LED Schaltung

Technik Elektronik & Elektrotechnik
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Moien

Ich hab hier LEDs mit 1.3V, 100mA. Mit einer AA-NiMH-Zelle laufen sie problemlos ohne Vorwiderstand, allerdings bei 50mA und das auch nur solange der Akku frisch sind. Nun will ich:

  • für längere Laufzeit mehr als eine AA-Zelle nutzen
  • die volle Leistung aus den LEDs holen, unabhängig vom Ladezustand
  • Notfalls normale Batterien verwenden können (1.5V vs 1.2V)
  • 3 LEDs von 2 AA/LR6 Zellen betreiben (Serie oder parallel anschliessen?)

Wäre der Weg parallel anschliessen und einen Festspannungsregler nehmen richtig oder gibts da besseres?

cu

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keine Ahnung was du wieder vorhast…
LEDs werden seit je her mit einer STROMquelle betrieben. Wenn die Generator plus Vorwiderstand zu simpel ist baue eine FET-Konstantstromquelle auf -> google

J~

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Moien

keine Ahnung was du wieder vorhast…

Auftragsarbeit, an sich das hier nachbauen: http://www.youtube.com/watch?v=Jd3-eiid-Uw . Nur sind leuchten die LEDs zu schwach sobald die Akkus auf 1.15V runter sind.

LEDs werden seit je her mit einer STROMquelle betrieben. Wenn
die Generator plus Vorwiderstand zu simpel ist baue eine
FET-Konstantstromquelle auf -> google

Also StepUp (um auf 3x 1.2V zu kommen), Konstantstrom drauss machen und dann LEDs in Serienschaltung (damit alle die gleiche Stromstärke ab bekommen) ?

cu

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Hallo mein Spezi,

Ich hab hier LEDs mit 1.3V, 100mA.

Also IR-ED?

Mit einer AA-NiMH-Zelle
laufen sie problemlos ohne Vorwiderstand, allerdings bei 50mA
und das auch nur solange der Akku frisch sind. Nun will ich:

Naja, das ist die absolut-billig Lösung, das geht, weil die
Zelle gerade eben die richtige Spannung hat, wenn sie voll ist.

Den Rest macht der Innenwiderstand der LED und der Zelle.

  • für längere Laufzeit mehr als eine AA-Zelle nutzen
  • die volle Leistung aus den LEDs holen, unabhängig vom
    Ladezustand

Sofern du nicht auf Wirkungsgrad optimieren musst, ist es am
einfachsten, eine möglichst stabile Spannungsquelle zu nehmen,
die deutlich über der LED-Flussspannung liegt und den Strom
mittels Vorwiderstände auf den gewünschten Wert begrenzen.

In dem Fall also mind. 2 Zellen (gesamt ca. 2,4V) und vor jede
LED ca. 10…12 Ohm für ca. 100mA. Ca. 1,1V werden natürlich
verheizt. Der Wirkungsgrad der Stromversorgung ist also ca. 55%.

  • Notfalls normale Batterien verwenden können (1.5V vs 1.2V)

Akkus sind natürlich schon deshalb besser, weil die einen
hinreichend niedrigen Innenwiderstand haben und deshalb während
der gesamten Entladung fast konstante Spannung liefern.
-> ca. 1,25V…1,15V bei NiMH.

Primärzellen fangen bei ca. 1,75V an und hören bei unter 1V auf.
Bei voller Last bekommst du aber je nach Typ sicher nicht die 1,75V.
Mit 12 Ohm Vorwiderstand hättest du also bei vollen Zellen bis
ca. 150mA Strom.
Natürlich könnte man den Vorwiderstand auch umschaltbar machen.

  • 3 LEDs von 2 AA/LR6 Zellen betreiben (Serie oder parallel
    anschliessen?)
    Wäre der Weg parallel anschliessen und einen
    Festspannungsregler nehmen richtig oder gibts da besseres?

Bei so niedrigen Spannungen von ca. 2,4V ist es mit Amateurmitteln
nicht einfach, da noch eine deutlich bessere Schaltung mit
richtiger Stromquelle aufzubauen (Schaltregler-Technologie).

Allerdings gibt es inzwischen spezielle LED-Versorgungss-IC die
auch mit einer Zelle oder besser 2 Zellen arbeiten.
Die sind aber in der Regel nur mit SMD-Gehäuse, was eben die
meisten Elektronik-Laien anschreckt.

Falls du noch was richtig gutes und elegantes suchst, schreibt mich an.

Beachte auch noch, daß die LED genügend Kühlung brauchen.
Heiße LED gehen schneller kaputt und leuchten vor allem deutlich
schlechter.

Gruß Uwi

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Moien

Ich hab hier LEDs mit 1.3V, 100mA.

Also IR-ED?

Japp.

In dem Fall also mind. 2 Zellen (gesamt ca. 2,4V) und vor jede
LED ca. 10…12 Ohm für ca. 100mA. Ca. 1,1V werden natürlich
verheizt. Der Wirkungsgrad der Stromversorgung ist also ca.
55%.

Das Problem an der Lösung ist eben der Wirkungsgrad. Optimallösung wär aus maximal 2 AA-Akkus 20 Stunden Betrieb rausholen. Bei 3x100mA und 2x3000mAh Akkus wird das aber nix. Mit 3x80mA könnte man die LEDs zur Not auch betreiben. Aber selbst dann darf der Verlust nicht wirklich gross sein. Vorwiderstände in der Grössenordnung sind nicht drin.

  • Notfalls normale Batterien verwenden können (1.5V vs 1.2V)

Akkus sind natürlich schon deshalb besser, weil die einen
hinreichend niedrigen Innenwiderstand haben und deshalb
während
der gesamten Entladung fast konstante Spannung liefern.
-> ca. 1,25V…1,15V bei NiMH.

OK, ich formuliers um: wenn einer unwissentlich auf die doofe Idee kommt Batterien ein zu legen dürfen die LEDs nicht gleich BOOM machen.

Natürlich könnte man den Vorwiderstand auch umschaltbar
machen.

Das wär mir in diesem Fall zu unsicher.

Allerdings gibt es inzwischen spezielle LED-Versorgungss-IC
die
auch mit einer Zelle oder besser 2 Zellen arbeiten.
Die sind aber in der Regel nur mit SMD-Gehäuse, was eben die
meisten Elektronik-Laien anschreckt.

Erzähl mal mehr. Zur Not kann ich die Lötarbeiten auslagern. Müssen eh nur 10-15 Stück gebaut werden.

Beachte auch noch, daß die LED genügend Kühlung brauchen.
Heiße LED gehen schneller kaputt und leuchten vor allem
deutlich schlechter.

Bisher stecken sie in Metallfassungen und werden auch bei 100mA nach 2 Stunden nicht merklich wärmer. Bei 50mA und ohne Fassung tut sich auch kaum was.

cu

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Hallo,

Das Problem an der Lösung ist eben der Wirkungsgrad.
Optimallösung wär aus maximal 2 AA-Akkus 20 Stunden Betrieb
rausholen.

20h mal 3 x 80mA = 4800mAh bei ca. 1,3V Spannung.

Mit 2 Zellen braucht man also ja. ca. 2400mAh.
Wenn man einen optimistischen Wirkungsgrad von 80% annimmt,
dann wären schon 3000mAh pro Zelle nötig.
So wie ich das sehe, liegt es knapp über dem was technisch real
mit NiMH-Zellen in Größe AA machbar ist.

Bei 3x100mA und 2x3000mAh Akkus wird das aber nix.

Mit 3x80mA könnte man die LEDs zur Not auch betreiben. Aber
selbst dann darf der Verlust nicht wirklich gross sein.
Vorwiderstände in der Grössenordnung sind nicht drin.

Ja, wenn die Forderungen so hart sind, sollte der Wirkungsgrad
gegen 100% gehen.
Oder du müßtest andere Akkus in Betracht ziehen (Li-Technologie).

OK, ich formuliers um: wenn einer unwissentlich auf die doofe
Idee kommt Batterien ein zu legen dürfen die LEDs nicht gleich
BOOM machen.

Bei der Variante mit Vorwiderständen nicht sehr problematisch.
Wenn die IRED für 100mA ausgelegt sind, halten die 150mA noch
allemal aus.

Die sind aber in der Regel nur mit SMD-Gehäuse, was eben die
meisten Elektronik-Laien anschreckt.

Erzähl mal mehr.

Da müßte ich erstmal geziehlt nach suchen. Publiziert werden die
andauernd, aber da ich sowas nicht benötige, habe ich nicht im
Gedächtnis, was da gerade passend wäre.

Zur Not kann ich die Lötarbeiten auslagern.
Müssen eh nur 10-15 Stück gebaut werden.

Ich hätte da evtl. noch eine andere Idee, die mit dem Wirkungsgrad
gegen 100% geht, aber auch paar Randbedingungen hat.

Wäre es auch möglich, statt 3 IRED, welche mit je 80-100mA
arbeiten, auch z.B. 10-12 Stück zu nehmen, die dann mit 25-30mA
betrieben werden?
Gruß Uwi

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Moien

So wie ich das sehe, liegt es knapp über dem was technisch
real mit NiMH-Zellen in Größe AA machbar ist.

Hab das ganze heute hier einem Techniker vorgesetzt. Der hatte noch aus einem anderen Aufbau ein mini-Schaltnetzteil 2.4-3.5V auf 1.4V über. Rechnerisch kommen ich damit auf 17 Stunden bei 3x80mA. Obs wirklich 17 werden oder nicht weiss ich morgen.

Damit sollte sich die Sache erledigt haben. Wenn nicht schreib ich nochmal.

Wäre es auch möglich, statt 3 IRED, welche mit je 80-100mA
arbeiten, auch z.B. 10-12 Stück zu nehmen, die dann mit
25-30mA
betrieben werden?

Keine Chance. Es müssen Punktlichtquellen sein. Mit 10 LEDs müsste ich das ganze wieder durch Linsen jagen… zu komplex und fehleranfällig

Danke.

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Hallo,

der Betrieb von LED(s) an einer Zelle ist weit verbreitet. Ohne ICs gibt es einen schönen beitrag hier http://www.bigclive.com/joule.htm

Ansonsten gibt es kleine ICs (z.B. SOT23), die mit einer Spule oder einem Kondensator aus einer Zelle (~1V) 1 bis mehrere LEDs betreiben. Der Wirkungsgrad und Schaltungsaufwand ist dabei i.d.R. deutlich höher und praktikabler als mit Festspannungsregler und Widerstand.

Suche z.B. bei Maxim nach LED, Konstantstrom oder ähnlichem

Viel erfolg.