Spannung an einer Leuchte herabsetzen

Technik Elektronik & Elektrotechnik
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Hallo zusammen,

ich hatte zwar im vergangenden Semester meines Studiums eine Vorlesung, die da Analogtechnik hieß, jedoch hab ich nicht viel verstanden. Deshalb brauche ich mal euren Rat.

Und zwar habe ich eine Videoleuchte von Hama, welche aus einem 10W und einem 20W Halogenscheinwerfer besteht. Wenn ich nun aber im Nahbereich filme, und nur die 10W Birne benutze, werden meine „Darsteller“ immer stark geblendet.

Mein Ziel ist es nun also die Helligkeit der Lampe herabzusetzen.
Wenn ich jetzt über einen Poti in Reihe die Spannung an der Birne herabsetze, verliere ich aber meine wertvolle Akku-Energie. (Die 10W Birne hält ca. 30min, hatte ich mal ausgerechnet)

Nun meine Frage:
Gibt es eine Alternative zu einem Poti, evtuell irgendein Spannungs-IC, mit dem ich die Spannung herabsetzen kann, aber dabei keine „Akku-Energie“ verliere?

Grüße, Jenny.

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Hi Jenny,

wenn du ein Poti in Reihe zur Lampe schaltest, verlierst du keine Akku-Energie, sondern ein Poti! :wink:

Bei 12 Volt und 10 Watt fließen 0,8 Ampere.

Sinnvolle Alternative wäre ein Schaltregler mit Power-MOSFET. ICs gibt es dafür diverse (mal googeln), notfalls selber bauen mit Dreieckgenerator und Komparator (plus OpAmp als Treiberstufe, ergibt einen 4-fach OP in DIL-16 mit wenig Außenbeschaltung). Power-MOSFETs gibt es winzige Ausführungen, die für deine Zwecke ohne Kühlkörper auskommen.

Die Frage ist, wieviel Aufwand du zu treiben bereit bist? Und, ob eine Vorlesung zum Selbstbau ausreicht…? (Praxis?)

Gruß, Markus

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Hallo Markus,

vielen Dank erstmal.

also zum Thema:

Die Frage ist, wieviel Aufwand du zu treiben bereit bist? Und,
ob eine Vorlesung zum Selbstbau ausreicht…? (Praxis?)

Aufwand ist erst mal egal, hauptsache das Ergebnis stimmt.
Obs ausreicht: Ich glaube nicht, jedenfalls nicht ohne viel Hilfe. Wir behandelten zwar OPVs, Transitorschaltugen,… und ich hab auch die Klausur beim 1. Mal bestanden, und Praxiserfahren ist auch ein wenig vorhanden, aber von dem was du geschrieben hast, habe ich nichts verstanden.

Also:

wenn du ein Poti in Reihe zur Lampe schaltest, verlierst du
keine Akku-Energie, sondern ein Poti! :wink:

Wenn ich dich richtig verstehe, und ich ein Poti einbaue, dann kann ich z.B. 3V von den 6V Betriebsspannung über ein Poti abnehmen.
Meine Lampe leuchtet logischer Weise nicht mehr so dolle, und mein Akku hält annähernd das Doppelte?

Ich dachte, das der Widerstand den Strom einfach so verbraucht. Er ist doch auch ein Verbraucher. Ah langsam dämerts, er wird nicht so heiß wie die Leuchte, wandelt also nur wenig elektrische Energie in thermische um. Richtig?

Sinnvolle Alternative wäre ein Schaltregler mit Power-MOSFET.
ICs gibt es dafür diverse (mal googeln),

Wieso sinnvolle Alternative? Warum sollte ich den Schaltregler nehmen, wenns der Poti auch macht? Sag mir mal bitte die Vorteile! Kann ich damit auch stufenlos regeln?
Ggf. werd ich mich dann mal bei Conrad auf die Suche begeben.

notfalls selber bauen

Na das laß ich doch mal lieber :smile:

Bis dann, vielen Dank nochmal.
Grüße, Jenny.

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Hallo Markus,

hat mich keine Ruhe gelassen:

Ich hab bei Conrad was gefunden.

http://pdf.conrad.de/_pdf/31/lo/31_0939.pdf

(gleich oben links, Bstnr.14823731)

Die Spannung sei präzise einstellbar, aber was sagt mir der Ausgangsstrom?

(10W=6V*I, also I=1,66…A)

Grüße, Jenny.

PS. Soll ich lieber den Poti nehmen?

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Hi Jenny,

Die Spannung sei präzise einstellbar, aber was sagt mir der
Ausgangsstrom?

Das ist ein sog. Längsregler, wirkt also (im Prinzip) genau so wie ein in Reihe geschalteter Widerstand (also Verlustleistung, die verbraten wird).

PS. Soll ich lieber den Poti nehmen?

Das Poti macht genau dasselbe.

Was ich allerdings damit meinte, dass du keine Leistung, sondern ein Poti verlierst, ist: Normale Potis sind für MILLI-Ampere ausgelegt, würden sich also mit einer kurzen Rauchwolke verabschieden.

Alle linearen Lösungen setzen die Leistung, die nicht an der Lampe ankommt, in Wärme um. (MEHR als die volle Lampenleistung insgesamt allerdings nicht, der Akku würde also ein paar Minuten länger halten als deine 30 Minuten).

Der Unterschied beim Schaltregler (in meinem ersten Posting beschrieben) ist: Per Transistor wird der Strom zur Lampe ständig ein- und ausgeschaltet (im kHz-Bereich). Dadurch hast du keinen (merklichen) Verlust, der Akku wird nur mit der tatsächlichen Leistung der Lampe belastet.

Gruß, Markus

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Hallo Markus,

achso meintest du das mit dem Poti :smile:

Der Unterschied beim Schaltregler (in meinem ersten Posting
beschrieben) ist: Per Transistor wird der Strom zur Lampe
ständig ein- und ausgeschaltet (im kHz-Bereich). Dadurch hast
du keinen (merklichen) Verlust, der Akku wird nur mit der
tatsächlichen Leistung der Lampe belastet.

sprich also der Akku hält wesentlich länger?

Gibt es evtl. irgendwo so ein Power-MOSFET-Bausatz, welchen ich nur einbauen brauch, zu kaufen? Ich hab mal nachgesehen, ich find nichts gescheites.

Grüße, Jenny.

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Hi Jenny,

Gibt es evtl. irgendwo so ein Power-MOSFET-Bausatz, welchen
ich nur einbauen brauch, zu kaufen? Ich hab mal nachgesehen,
ich find nichts gescheites.

Hmmm, weiß nicht, bin eher ein Selbermacher…

Einen Dreieckgenerator bekommst du ungefähr so hin:
http://home.t-online.de/home/uwe.mnich/Wissen/Schalt…
Auf deutsch gesagt, ein Integrator, dessen Ausgangsspannung so lange linear ansteigt, bis der am Ausgang angeschlossene Komparator die Spannung am Integrator umkehrt und die Spannung damit wieder linear abfällt (usw.)

Vergiss bitte auch schnell das Gelernte, dass ein OP mit „zwei“ Spannungen betrieben würde… dem ist nicht so. Es gibt nur einen Referenzpunkt in der Mitte der Gesamtspannung :wink: (er hat ja auch nur zwei Anschlüsse zur Versorgung)

Damit funktioniert die Schaltung auch mit deinen 6 Volt (ja, OpAmps brauchen nicht zwingend 2 x 15 V :wink:.

Falls du jetzt Genaueres wissen möchtest, musst du Zeit und Geduld zum selber Löten einplanen, und mir Bescheid sagen, dann setz ich mich mal hin und male einen Schaltplan hin. Allerdings: Schaltung bauen musst du dann selber :wink:

Gruß, Markus

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Hallo,
die einfachste und sinnvolste Variante wäre eine Glühlampe
mit noch weniger Leistung. Also z.B. 3W/6V-Birne. Sowas
sollte als Taschenlampenstrahler zu bekommen sein.

Die 2. vernüftige Variante wäre ein einfacher Vorwiderstand.
Aber: Die Farbtemperatur der Lampe verschiebt sich bei
niedrigerer Spannung in den Rotbereich. Der Film wird also
schnell rotstichig.
Bei 10W/6V Nennbedingungen ist der Strom ja ca. 1,7A.
Schalte versuchsweise jeweils Widerstände mit ca. 0,5 Ohm in
Reihe. Die Belastbarkeit muß aber mind. 1Watt sein.
(Statt 1 x 0,5 Ohm kannst Du auch 2 x 1Ohm paralell klemmen).

Elektronische Schaltungen bringen nicht viel Einsparung.
Das liegt daran, daß Glühlampen Kaltleiter sind. Wenn die
Spannung nur um 10…20% reduziert wird, fließt immer noch fast
der Nennstrom aber die Helligkeit nimmt schnell ab.
Eine tolle Regelschaltung ändert daran nicht viel, hat aber
selbst auch Verluste. Die Batterielebensdauer wird also
bei Helligkeitsreduzierung nur gering verbessert.
Der Aufwand für komplizierte Schaltungen bringt also
wenig Nutzen.
Gruß Uwi

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

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Hallo Jenny,

Nun meine Frage:
Gibt es eine Alternative zu einem Poti, evtuell irgendein
Spannungs-IC, mit dem ich die Spannung herabsetzen kann, aber
dabei keine „Akku-Energie“ verliere?

wie man das macht, hast Du ja bereits erfahren. Allerdings halte ich das für nicht sinnvoll. Wenn Du die Lampe mit Unterspannung versorgst, wird 1. der Wirkungsgrad schlechter und 2. die Farbtemperatur niedriger. Als Filmleuchte ist das kaum noch zu gebrauchen. Das Bild wird dann sehr gelb- oder rotstichig. Da helfen eigentlich nur Lampen mit kleinerer Leistung. Das wäre auch die energiesparensde Lösung.

Jörg

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Hallo Uwi,

die einfachste und sinnvolste Variante wäre eine Glühlampe
mit noch weniger Leistung. Also z.B. 3W/6V-Birne. Sowas
sollte als Taschenlampenstrahler zu bekommen sein.

Das ich da nicht früher drauf gekommen bin: Ich hatte schon bei Hama nachgesehen. Da gibts nur 30W,20W,10W. Aber ich kann doch einfach eine 5W kaufen und mir etwas Silberdraht anlöten, welches ich dann in die komische Steckfassung stecke. Werd ich mal versuchen!

Falls das nichts bringt:

Die 2. vernüftige Variante wäre ein einfacher Vorwiderstand.
Aber: Die Farbtemperatur der Lampe verschiebt sich bei
niedrigerer Spannung in den Rotbereich. Der Film wird also
schnell rotstichig.

Das wäre aber nicht so schlimm, da ich bei den sowieso seltenen Szenen dann die Farben per Schnittprogramm wieder hinbiegen könnte.

Bei 10W/6V Nennbedingungen ist der Strom ja ca. 1,7A.
Schalte versuchsweise jeweils Widerstände mit ca. 0,5 Ohm in
Reihe. Die Belastbarkeit muß aber mind. 1Watt sein.

Wieso mind. 1 Watt?

(Statt 1 x 0,5 Ohm kannst Du auch 2 x 1Ohm paralell klemmen).

das weiß ich grad so noch: Rg=R1*R2/R1+R2 :smile:

Grüße, Jenny.

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Wieso mind. 1 Watt?

Na, weil durch den Widerstand ja der Lampenstrom fließt
und der ist ja mit ca. 1,5…1,6A doch recht ordentlich.
Bei 0,5 Ohm und 1,6A entstehen ca. 0,8Watt Verlustleistung am
Vorwiderstand. So ein kleiner Widerstand für max. 200mW
würde da recht schnell verbrennen.
Deshalb gibt es Widerstände auch für höhere Leistungen
z.B. 1Watt, 2Watt, 4Watt, 10Watt …

(Statt 1 x 0,5 Ohm kannst Du auch 2 x 1Ohm paralell klemmen).

das weiß ich grad so noch: Rg=R1*R2/R1+R2 :smile:

Jo, so is’ses.

Für das geneignte Publikum die Formel zur Parallelschaltung
von Widerstanden nochmal in übersichtlicher Form:

-> 1/R_gesamt = 1/R1 + 1/R2 +… 1/Rn

Gruß Uwi

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Hallo,

Bei 0,5 Ohm und 1,6A entstehen ca. 0,8Watt Verlustleistung am
Vorwiderstand. So ein kleiner Widerstand für max. 200mW
würde da recht schnell verbrennen.
Deshalb gibt es Widerstände auch für höhere Leistungen
z.B. 1Watt, 2Watt, 4Watt, 10Watt …

bei Widerständen wird natürlich ihre Belastbarkeit angegeben, aber eigentlich muß man die maximale Temperatur beachten. Wenn man einen 1W-Widerstand schön dick einpackt, ist vielleicht schon bei hundert Milliwatt schluß. Also, bei der Dimensionierung die Kühlung in Einbaulage / am Einbauort beachten. Und im Zweifelsfall eine Nummer größer verwenden. Den Berührschutz und den Schutz des (Kunststoff-) Gehäuses nicht vergessen. Sonst kann man den Widerstand später am Geruch finden…

Axel

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ja, das macht nichts

Den Berührschutz und den Schutz des (Kunststoff-) Gehäuses
nicht vergessen. Sonst kann man den Widerstand später am
Geruch finden…

Ich habe mal zementierte Drahtwiderstände als IR-Strahler
benutzt. Die haben nur kurz gestunken und haben dann ganz
heimelich in schönem dunklem rot gestrahlt.
Zugegeben, anfassen sollte man sowas nicht (gibt Blasen).
Gruß Uwi

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Hallo zusammen,

ich hatte zwar im vergangenden Semester meines Studiums eine
Vorlesung, die da Analogtechnik hieß, jedoch hab ich nicht
viel verstanden. Deshalb brauche ich mal euren Rat.

Wie Wäre es mit Frost- oder ND-Folie?
Kein Umbau, keine neue Lichtquelle, keine Farbtemperaturverschiebungun das Licht ist bei Naheistellungen schön weich