Unterschiedliche Akkuspannung für Vorwiderstandsberechnung?

[Guest stoffi87]

hallo!

 

hatte da mal eine frage:

 

wenn ich eine LED an einem 4 zellen akku (empfänger akku) ranhängen möchte, brauche ich einen vorwiderstand- soweit ist alles klar. auch die berechnung ist mir klar.

 

4zellen*1,2V leerlaufspannung= 4,8V

das wissen auch noch alle.

 

jetzt hat allerdings ein vollgeladenere akku eine höhere spannung.

berücksichtige ich diese Spannung bei der Berechnungs das Vorwiderstands in irgendeiner Weise?

 

Frage Nr. 2:

der Widerstand nimmt quasi die überschüssige Spannung auf und leitet sie in Wärme um- Verlustleistung.

Kann ich zwei Widerstände parallel schalten, sodass sie sich die Verlusteistung teilen?

wäre z.B. der Fall, wenn ich 400mW an Verlustleistung habe und ein 1/4W Widerstand (250mW) dann "überfordert" ist. Kann ich dann einfach zwei Widerstände parallel Schalten, sodass sich die beiden die Verlustleistung halbieren und jeder nur 200mW abführen muss?

 

vielen dank im voraus!

 

Von Moderator antias bearbeitet

Hierhin verschoben, passt vom Thema besser.

Edited March 20, 2009 by Antias

[Guest Tiefseetaucher]

Hallo Stoffi87,

 

ich bin zwar schon 20 Jahre aus dem Geschäft raus aber da hat sich sich ja nichts an der Berechnung von Widerständen geändert. Bei Parallelschaltung halbiert sich der Widerstand, bei Reihenschaltung verdoppelt sich der Widerstand. Du mußt die Widerstände im Wert um das Zweifache erhöhen.

 

Gruß

Werner

[Frankenmatrose]

Moinmoin,

 

die Widerstände würde ich schon für die höchste Akkuspannung vorsehen - sonst sind am Ende die LEDs beim ersten einschalten ob ihrer starken Abneigung gegen schon kleine Überspannungen kaputt.

 

Bei der Parallelschaltung von zwei Widerständen gilt für den Ersatzwiderstand 1/R=(1/R1)+(1/R2) (vgl. Hammer/Hammer Physikalische Formeln und Tabellen S. 41), der Gesamtwiderstand ändert sich also(!).

 

€dit: Zu langsam

[Guest stoffi87]

ok, das heißt- mit der höchsten spannung, die ansteht (also akku voll) rechnen.

 

und verlustleistung pro Widerstand kann man halbieren, wenn ich bei der Verwendung von 2 Widerständen die berechnete Kapazität verdopple.

 

vielen Dank!

[San Felipe]

Warum 2 Widerstände? Ich sehe da keinen Sinn. Das macht doch nur mehr Lötarbeit und verursacht mehr Kosten, Schrumpfschlauch usw. Ein Widerstand kostet dagegen bei Einzelkauf 10 Cent (City-Elektroniker), brauchst du mehr als 10 wirds sogar noch billiger, ich glaube 8 Cent.

[Guest Jo_S]

Ich lasse die LEDs immer an deutlich höheren Vorwiderstandswerten laufen als berechnet. Die 20mA-LEDs erhalten also effektiv nur ca. 2-5mA (je nach Typ unterschiedlich). Grund: die LEDs verlieren dabei kaum Lichtleistung und die Lebensdauer steigt ins Unermessliche. Bei manchen LEDs ist es ja auch gewünscht, dass sie etwas dunkler sind (z.B. Instrumentenbeleuchtung). So kann man die Helligkeiten der einzelnen LEDs untereinander fein abstimmen.

Dabei rechne ich zuerst den Widerstand für 20mA aus und hänge die LED dran. Danach probiere ich mit einer kleinen selbstgebauten Widerstandsdekade so lange höhere Widerstandswerte aus, bis die LED minimal dunkler wird. Der vorletzte Wert wird dann genommen. Dann ist es der LED auch völlig egal, ob der Akku voll oder leer ist - selbst extreme Spannungsspitzen würde sie völlig klaglos wegstecken.

[Guest stoffi87]

auch eine gute idee sie einfach "unterzuversorgen"

[von Lindenhorst]

Hallo!

Eine normale LED benötigt Gleichstrom richtiger Polarität, wobei ein Vorwiderstand die Aufgabe hat, für einen Konstantstrom im Wert von 10...30 mA zu sorgen.

Dies hat den Nachteil, dass der Widerstand je nach Wert der Versorgungsspannung individuell bemessen sein muss und Versorgungsspannungsschwankungen nur in einem begrenzten Bereich verkraftet werden. Zudem wird ein grosser Teil der Leistung einfach über die Widerstände "verbraten", was sich an der Wärme der Schaltung nachvollziehen lässt. Deshalb benutze ich einen Feldeffekttransistor (BF256C) anstelle des üblichen Vorwiderstands.

Das bringt eine Reihe von Vorteile. Ohne zusätzliche Bauteile bildet er eine Stromquelle, wenn man Gate und Source miteinander verbindet. Bei dem von mir verwendeten Typ liegt der Konstantstrom zwischen etwa 11...15 mA und zwar bei einem weiten Versorgungsspannungsbereich von 5...30 V. Eine Universaldiode z.B. die bekannte 1N4148 in Reihe zur LED schützt vor falscher Polarität.

 

Hier ein Link zum Datenblatt. diese Schaltung funktioniert auch mit mehreren LED´s, nur sollten diese gleichen Typs sein! Ich habe bei mir auf diese Weise 4 Stck in Reihe geschaltet.

Also nochmal zum Mitschreiben: du nimmst den + Pol deines Akkus, schliesst diesen an Drain des BF256C an -> verbindest Gate und Source -> schliesst diese dann an den + Pol der 1. LED, den - Pol schliesst du am + Pol der 2. an und den - Pol der 2. LED verbindest du mit dem - Pol des Akkus.

 

Gruß

Frank

[Hellmut Kohlsdorf]

Hallo Frank, eine tolle, klare und hilfreiche Schaltung und Beschreibung. Übrigens zum ermitteln des Stromes bei dem die gewünschte Helligkeit der LED, siehe Widerstandsdekade von Jo S, kann man auch ein Poti in Reihe mit einem Widerstand schalten. Der Widerstand begrenzt dem max. möglichen Strom. Der Poti kann ja von "0" bis zum Max. wert, z. B. 1kOhm annehmen und ohne den Vorwiderstand würde man die LED beschädigen wenn man den Poti auf Null stellt!

Ich hätte da noch eine Frage.

Wenn ich jetzt statt dem FET eine PWM-Schaltung nehme und über einen Shunt-Widerstand den Strom messe (uC) und darüber den Strom auf den gewollten Wert begrenze, brauche ich dann noch einen Vorwiderstand?

Nach meinen Recherchen mögen die LEDs nur eine relativ begrenzte Spannungsbandbreite, daher auch die Helligkeitsregelung über PWM, also den Strom damit regeln. Brauche ich dann noch einen Vorwiderstand? Meine Vermutung ist das nein, wenn man im uC sicher stellt das die PWM unter keinen Umständen zuviel Strom durchlässt!

[Muehi]

[...]

Wenn ich jetzt statt dem FET eine PWM-Schaltung nehme und über einen Shunt-Widerstand den Strom messe (uC) und darüber den Strom auf den gewollten Wert begrenze, brauche ich dann noch einen Vorwiderstand? [...]

 

Einfach betrachtet hast du damit ja eine Konstantstromquelle realisiert. So gesehen könntest du dir damit den Vorwiderstand natürlich sparen.

 

Allerdings steckt bei ner Konstantstromquelle noch etwas mehr dahinter als nen µC und FET. Mit den anderen dazukommenden Teilen lohnt sich dann das Selberbauen nicht mehr wirklich, grade wo vernünftige KSQs schon für knapp 10-20€ in SMD-Bauweise zu haben sind - teilweise auch mittels PWM steuerbar.

Habe erst vor kurzem eine entdeckt, die laut Artikelbild nicht größer als ein Gummibärchen ist - leider finde ich den dazugehörigen Shop nicht mehr...

[Hellmut Kohlsdorf]

Hatte bei Roboternetz einen Thread zum Thema dimmen von LEDs gefunden und dort die gleichen Fragen gestellt. Im wesentlichen kam dabei heraus das man grundsätzlich einen Vorwiderstand benutzen sollte, da die PWM ihre Grenzen hat. Für mich schockierend war die Auskunft das ich bei mehreren LEDs in reihe geschaltet die einzelnen Vorwärtsspannungen plus den Spannungsabfall über den Vorwiderstand addieren muß um die anzulegende Spannung zu ermitteln. Das Thread ist inzwischen recht lang geworden, da es rege Kommentare gab. Für mich wird es wohl daraus hinauslaufen das ich spezielle ICs für das Dimmen von LEDs für den Automobilbereich von Maxim nehmen werde. Das "gefährliche" ist wohl, dass LEDS bei Erwärmung mehr Strom ziehen und dadurch zusätzlich erwärmen und somit nochmehr Strom ziehen. Das Ganze geht wohl sehr schnell und die LED ist über den Jordan!

 

Ich hatte eigentlich nicht erwartet das das Dimmen der LEDs so einen Aufwand an Lernen bedeutet um die passende Lösung zu kreieren. Ich habe allerdings Shops gefunden die per PWM, ja sogar per I2C, dimmbare Konstantstromquellen zu Preisen zwischen knapp 60 bis 80,- € verlangen! tatsache ist, dass die am Ende gewählte Lösung ganz eigene Anforderungen an die Verdrahtung legt und ich meine Bauaktivitäten entsprechend umstellen muß um denTermin Usertreffen 2009 zu halten!

[Muehi]

[...] Im wesentlichen kam dabei heraus das man grundsätzlich einen Vorwiderstand benutzen sollte, da die PWM ihre Grenzen hat. [...]

 

Ich hab mir den entsprechenden Thread nicht im Detail durchgelesen, grundsätzlich ist aber eine getaktete Konstantstromquelle die bessere Wahl. Vorwiderstand und lineare Konstantstromquellen verheizen den "Überfluss" einfach nur.

 

Dass PWM nicht mitkommt, ist rein prinzipiell auch nicht richtig ( getaktete Konstantstromquellen machen nichts anderes ). Richtig ist, dass die meisten µCs nicht mitkommen. Deswegen schrieb ich ja, dass nen bissl mehr hinter ner KSQ steckt

 

 

Bin mittlerweile meiner Gummibären-KSQ etwas näher gekommen: Link. Leider hab ich noch immer nicht den dazugehörigen Shop gefunden...

Ebenfalls brauchbare KSQ für Hochleistungsleds gibts hier - weit unterhalb von 60€, ebenfalls per PWM dimmbar.

 

 

Bei "normalen" LEDs ( 20mA etc. ) benötigt es natürlich nicht soviel Aufwand. Da tuts ne lineare KSQ ( wie z.b. die Lösung von Frank mit FET ) völlig, andere einfache Selbstbau Lösungen gibts auch bei LED-Treiber.de.

 

/Edit:

Endlich gefunden, hier gibts die Gummibären-KSQ. Hat aber schon seit längerem keine Angebote mehr in Ebay drinnen, vielleicht gar nicht mehr aktiv tätig in dem Bereich...

[Guest stoffi87]

mhm. also diese schaltungen da zum schluss waren mir dann schon ein wenig zu kompliziert.

 

ich habe jetzt einfach für jede LED einen vordwiederstand benutzt bzw. auch mal 2 LEDs in Serie benutzt und den Vorwiederstand dann für 2 LEDs berechnet.

 

--> es leuchtet zumindest alles, auch im Dauertest ist nichts warm geworden oder durchgebrannt.

 

Danke für die vielen Antworten!