Frage zu einer Schaltung

[georgZ]

Hallo,

ich habe für meine Enkel etwas gebaut und darin zur Beleuchtung verschiedenfarbige LEDs angebracht.
Dazu habe ich Teile einer alten LED-Lichterkette benützt, aus der ich einfach 3 noch funktionierende Teile rausgeschnitten und zusammengelötet habe.
Anfangs hat alles prima funktioniert, aber inzwischen haben einige LEDs den Geist aufgegeben - ich denke, weil ich keinen Widerstand reingebaut habe. Sie waren doch recht hell.

Das ist genau mein Problem: Ich weiß nicht, wo und wie viele Widerstände ich einbauen muss.
Alles hängt an einem 4,8V Batteriekästchen mit 4 AA-Batterien. Die LEDs brauchen 2 - 2,5V, das ergäbe bei etwa 20mA pro LED einen Widerstand von ca. 120 Ohm. - Aber wohin damit?

Dies ist ein Plan, der ziemlich genau zeigt, wie die LEDs jetzt verlötet sind.
wo müsste ich die Widerstände anbringen?

Grüße; Georg

 

[sgssn]

Hallo
jede Reihenschaltung oder nur eine Einzelne braucht nen Vorwiderstand, damits ganz richtig ist. Im Plan oben sind jeweils 3 parallel geschaltet, da könnte man für jeden dieser Stränge auch nur einen Widerstand verwenden, ist aber nicht gant korrekt, da die Einzelspannungen gering differieren. Die 120 Ohm sind wohl nicht ganz falsch, aber wie hast du das ausgerechnet? R=(Ubatt-Uled)/ILed. Wenn ILed=20mA*3=60mA, dann rechne ich (4.8-2.0)/0.06 = 47Ohm.
Und reingehören die dann nach dem Knotenpunkt, wo alle drei Strings von der Versorgung abgehen (zb beim Plus).

Gruß
Gerhard

 

[georgZ]

Hallo Gerhard,
was die Rechnung betrifft:
ich war mir eben nicht im Klaren, ob der Widerstand so hoch sein muss wie für jede einzelne LED oder ob ich die 3 jeweils zusammenrechnen muss oder kann.
OK, dann versuche ich das mal.

Gruß, Georg

 

[patois]

@georgZ

es ist dir aber schon klar, dass in deiner ursprünglichen Schaltung neun LEDs parallelgeschaltet sind.
Selbst wenn man davon ausgeht, dass du die Einzelströme zwischenzeitlich auf 20mA begrenzt hast,
ziehst du aus deiner mikrigen Batterie immerhin doch 9 x 20mA = 180mA.
Was glaubst du wie lange (oder kurz) es dauert, bis deine Batterie leer ist ?

 

[sko]

Alles hängt an einem 4,8V Batteriekästchen mit 4 AA-Batterien

Wie kommst Du auf 4,8V?
4AA haben im Neuzustand ca. 1,6V, nominal dann 1,5V, macht also über 6V!

Ciao
Stefan

 

[patois]

Meine Glaskugel sagt: 4 x 1,2 V = 4,8 V

 

[georgZ]

Das sind 4 AA-Akkus.

Gibt es für 9 LEDs eine stromsparendere Möglichkeit ?

LG, Georg

 

[patois]

1) Man beschafft sich LEDs, welche geringere Nennströme benötigen
2) Man schaltet LEDs in Reihe, wobei man beim Einkauf auf Typen mit niederer Schwellspannung zurückgreifen muss.
3) Man arbeitet mit höheren Spannungen, damit man mehr Leds in Reihe schalten kann.

 

[georgZ]

Danke, werde Ich mir merken.

 

[leerbua]

PS:

verschiedenfarbige LEDs angebracht.

ist wohl untergegangen.

 

[EBC41]

ist wohl untergegangen.

Ja, genau. Es ist völlig untergegangen, dass die verschiedenen Farben meistens unterschiedliche Betriebsspannungen bei 20mA haben.

Also müsste man zuerst mal herausmessen wie die Fluss-Spannungen sind, wenn man den Nennstrom von 20mA durch die einzelnen LEDs jagt,
Und mit dieser Erkenntnis sinnvolle kleine Reihenschaltungen mit entsprechenden Vorwiderständen zu realisieren.

 

[georgZ]

Hallo,

So in etwa dazu hätte ich auch noch eine Frage:
Wie anfangs schon geschrieben, stammen die LEDs alle aus einer LED -Lichterkette aus einem "Schrotthaufen". Das waren etwa 30 LEDs, die alle parallel geschaltet waren. Ich habe immer 3 LEDs samt Originalverdrahtung rausgeschnitten. In der ganzen Lichterkette gibt es nirgends einen Widerstand. Die Lichterkette ging bis zu einem kleinen Transformator, den man direkt in die Steckdose steckte. Der ist inzwischen längst weg und verschwunden - leider.
Jetzt frage ich mich, wie das möglich ist.
Kann mir das jemand erklären?

Gruß, Georg

 

[Akkublitz]

Wenn die Spannungsquelle zur LED passt, wird oft sogar auf einen Vorwiderstand verzichtet: Zum Beispiel bei den Schlüsselanhänger-LEDs, die direkt an eine 3V-Knopfzelle kontaktiert werden, oder die 1W-LED-Kopfleuchte, die direkt an 3×AAA betrieben wird.

Hier ersetzt quasi der Innenwiderstand der Batterie den Vorwiderstand.

Bei Deiner Kette war
eventuell nur ein Widerstand an der Spannungsquelle, wie das auch bei den Ketten mit Batteriekästchen üblich ist.
Auch Deine "Kette" könnte so betrieben werden, auch wenn das theoretisch nicht ideal ist.
Wichtig ist bei der Auswahl des Widerstands, dass jede LED nicht mehr als ihre ideale Betriebsspannung enthält.
Bei den Kleinleistungs-LEDs stellt sich dann auch der Betriebsstrom über den Widerstand moderat ein.

Ich messe das immer an den LEDs während ich einen geringfügig anderen Widerstand probiere.
Ich habe beispielsweise eine 100 LED-Lichterkette, die ich mit einem einzigen Widerstand an einem 5V/1A (USB)-Netzteil betreibe. Und die leuchtet seit 15 Jahren Tag und Nacht draussen im Blumenkasten...

 

[georgZ]

Ja, verstanden
Kann ich irgendwie nachträglich herausfinden, welches die ideale Betriebsspannung für diese LEDs ist?
Sowas wie ein Datenblatt habe ich ja nicht.

 

[patois]

Leider hast du es noch nicht verstanden.
LEDs sind nicht mit Glühlampen zu vergleichen.
LEDs werden nicht nach Betriebsspannung ausgewählt, sondern nach Betriebsstrom.

Wenn man also LEDs hat, deren Bemessungsstrom mit 20mA angegeben ist,
dann legt man den Vorwiderstand so aus, dass im Stromkreis 20mA fließen.
Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass man nicht an eine bestimmte
Spannungsquelle gebunden ist, da man die maßgebende Stromstärke über die Wahl des
Widerstandswertes bestimmt.

 

[Catweazle]

Hallo Elektrogemeinde,

ich vermute mal, dass die Leds grün sind ( diese hätten dann eine Durchflussspannung von ca. 2 - 2,4V).

Wenn man dann beispielsweise 3 LEDs von insgesamt 9 LEDs in Reihe schalten würde und die wiederum parallel zueinander, könnte man mit einer Spannungsquelle von ca. 6V ( 5x1,2V Akkus) + 1 Konstantstromquelle in jedem der 3 Stränge die LEDs gleichmäßig zum Leuchten bringen, ohne die Gefahr einer Überlastung oder Zerstörung..

Gruß Catweazle

 

[Akkublitz]

Kann ich irgendwie nachträglich herausfinden, welches die ideale Betriebsspannung für diese LEDs ist?
Sowas wie ein Datenblatt habe ich ja nicht.

@georgZ
Das ist schwer zu sagen. Während die sogenannte "Vorwärtsspannung" je nach LED-Farbe charakteristisch ist, gibt es Exemplare mit unterschiedlichen Betriebsstrom. Während man von 20 mA Standard ausgeht, gibt es auch "low current"-Exemplare mit 2 mA und sogar welche, die aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades mit 2 µA (Mikroampere) auskommen. Letztere werden gerne für diese 100er-Solar-Lichterketten benutzt.
Bei Deinen Lichterketten-LEDs solltest Du zunächst von 2-4mA ausgehen. Beginne mit einem relativ hohen Vorwiderstand und verringere ihn ggf. so, dass sie moderate Helligkeit zeigen. Dann wird es passen.
Mit einem regelbaren Widerstand (Poti) kann man das testen und dann den Wert übernehmen.
Hast Du eigentlich ein Multimeter um Strom und Spannung zu messen?


Eine Lösung mit kleinen KSQ-Platinen (Konstantstromquellen, z.B. für den Modellbau erhältlich) wäre natürlich optimal für die LEDs - den Aufwand für diese kleine Applikation muss man natürlich abwägen.

 

[georgZ]

Ich habe mir, um es zu lernen, ein „ Elektronic Homekit“ gekauft. Darin habe ich jetzt einen kleinen Potentiometer gefunden. Den habe ich mit einer tatsächlich grünen LED aus der Kette auf ein Steckbrett gesteckt und die Spannung und den Stromfluss mit einem Multimeter gemessen: die grüne LED braucht 2,5 V, wenn sie einigermaßen leuchtet, gleichzeitig gehen 2,5 mA durch. Eine ganz andere weiße LED, die ich dazu gesteckt habe, macht bei dieser Einstellung nur ein sehr schwaches Licht.

 

[Akkublitz]

Ja, bei LEDs neuerer Generationen ist es so, dass sie einen hohen Wirkungsgrad haben und bei mindestens gewohnter Helligkeit mit etwa 10x kleinerem Betriebsstrom als früher auskommen.
Manche aus diesen Bastelsets sind dabei so enorm hell, dass sie als Taschenlampe dienen können.

 

[georgZ]

Wenn meine Messungen stimmen, würde das heißen, daß nach dieser Formel R=U/I, der Potentiometer jetzt auf 1000 Ohm eingestellt ist. Ich habe mir jetzt einen 1000 Ohm Widerstand aus meinem Kästchen rausgesucht und statt des Potentiometers reingesteckt. Tatsächlich, die grüne LED leuchtet wunderbar! Die weiße gar nicht. Das hätte ich nicht gedacht.
Das heißt wohl, ich kann davon ausgehen dass die 2,5 mA als Standardbetriebsstrom für die grüne LED passen.
Die weiße LED leuchtet mit 100 Ohm Widerstand sehr schön.