Kleine LED-Schaltung 3V DC

[Detjero]

Nabend zusammen.

Meine Freundin hat eine Glasbowle die sie gerne beleuchtet hätte. Ein Freund von mir, Tischler, hat diesbezüglich schon eine runde (für die Elektrik aufklappbare)Holzschatulle angefertigt. Dort sollen in eingefräßten Löchern 16 LED (evtl weniger?) Platz finden.
Zum eigentlichen Thema.
Ich habe gelesen, dass eine LED eine Betriebsspannung zwischen 2 und 4 Volt hat. Da ich das ganze Konstrukt mobil halten möchte, will ich die Spannung von handelsüblichen AA Batterien á 1,5 V nehmen. Also habe ich an eine gemischte Schaltung gedacht:
2 Batterien in Reihe (um auf 3V zu kommen)
und dann noch ein paar Batterien parallel für eine erhöhte Kapazität.
Das ganze geht dann über einen einfachen I/O Schalter zur Platine auf der die einzelnen Widerstände liegen und von dort aus die Spannung an die LED geht.
Meine Frage wäre: Ist dies so machbar? Ich bin in Sachen Elektrik eher ein Laie, ab für mich sieht das ganze plausibel aus.
Ich habe diesbezüglich eine fiktive Zeichnung (fiktiv wegen der LED-, und Batterienanzahl) per MS-Paint angefertigt und würde gerne diesbezüglich eure Meinung hören und eventuell ein paar Tipps zur Wahl der passenden LED, der ausreichenden Anzahl von Batterie und LED
Die Bowle ist mit Wasser gefüllt und farbiges Glas (daher würden weiße LED gänzlich reichen) den exakten Durchmesser kann ich euch später mitteilen.

beste Grüße

http://img100.imageshack.us/img100/7660/testjn.th.jpg

 

[79616363]

Hallo,

ohne Witz jetzt, das kommt auf die Farbe und den LED-Typ an, ob das geht.
Das mit dem Parallelschalten der Batterien würd ich bleiben lassen, bei nur 3V= hast Du eigentlich fast immer zu wenig Luft für den Vorwiderstand.
Nimm doch alle 8 Batterien in Serie und schalt z.B. 4 Stränge a 4 LEDs in Serie parallel. Das nimmt sich von der Betriebsdauer her nix.
Was für ne Farbe sollen denn die LEDs haben? Kannst Du vielleicht etwas mehr zum genauen Typ sagen?

Viele Grüsse,

Uli

 

[patois]

LEDs müssen mit einem Vorwiderstand betrieben werden!

Die Spannungen, die für LEDs angegeben werden, darf man nicht so sehen wie die Spannungsangabe bei "Glühlampen"!!!!!!

2 Leds mit einer Vorwärstsspannung von je 2 Volt "fressen" also in Serienschaltung bereits 4 Volt.
Für den Regelbereich, den der Vorwiderstand benötigt, solltest du
mindestens noch zwei Volt übrig haben,
also wäre eine Batterie/Akku von 6 Volt erforderlich!

Parallelschalten von Batterien und Akkus ist, wie schon der Vorredner andeutete, zu vermeiden, es sei
denn man entkoppelt sie untereinander mit Dioden!

Greetz

Patois

 

[Detjero]

Hey und danke für die schnellen Antworten.


Die LED können gerne in weiß sein.
Ich habe gelesen, dass LED anfällig für kleinste Spannungsschwankungen sind und die Vorwiderstände eine konstante Spannung erzwingen sollen (passt dazu meine Skizze?)

Nehmen wir an ich habe einen effektiven Durchmesser einer Kreisfläche von 120mm. Wieviele LED bräuchte ich für eine helle Beleuchtung in dieser mit Wasser befüllten Glasbowle?

Was mich zu der nächste Frage bringt.
Ihr habt geschrieben, dass eine Parallelschaltung der Batterien nicht empfehlbar ist und ich lieber 6 Volt in Reihe schalten soll, also 4 Batterien.
Wenn ihr in etwa glaubt, wieviele LED ich brauche..
Inwieweit komme ich mit den 4 Batterien hin (zeitlich)

Beste Grüße

 

[79616363]

Hmm, weiss ... Wenn ich mir bei Conrad die Artikelnummer 181151-62 anschaue, so hat die ein UF von 3,1V. Bei ner Versorgung von 12V gehen in einem Strang also keine 4 davon, sondern nur 3. Im Vorwiderstand fallen also ca 12-3*3,1=2,7V ab. IF wird mit 30mA angegeben. Damit ergibt sich ein Vorwiderstand (für jeden Strang) von 2,7V/30mA=90 Ohm.
Den Wert gibt es nicht, also nimmt man entweder 100 Ohm oder 91 Ohm aus der E-24 Reihe.
Wenn man irgendwo bei 16 LEDs landen will und jeder Strang drei LEDs hat, dann hat man bei 5 Strängen 15 LEDs. Da jeder Strang ca. IF=30mA zieht, hat man eine Gesamtstromaufnahme von 150mA. Nicht grad wenig, aber AAs halten da schon ein paar Stunden.
Mit Akkus sieht's dann aber etwas blöd aus, weil die halt nur 1,2V liefern. Dann hätt man bei 8 Akkus grad noch ne Versorgungsspannung von 9,6V - Also grad noch 0,3V Luft und das wäre auch mit Tricks zu wenig.
Wir brauchen also ganz konkrete Angaben, welche Versorgungsspannung zur Verfügung gestellt werden kann. Ich geh da fast von Vorwiderständen weg und tendier zu einfachen Konstantstromquellen.

Viele Grüsse,

Uli

 

[Detjero]

Also die Art der Versorgerspannung ist mir eigentlich relativ wurscht.. Sie muss lediglich kabellos sein, also ich muss damit mobil bleiben können. Außerdem dürfen die Maße der Spannungsquelle höchstens 120x120x40mm sein.

 

[79616363]

Guck mal, so könnte man das ungefähr machen. Patois könnt vielleicht mal die Werte überprüfen - Hab jetzt keine Zeit mehr und bin für ein paar Tage wech

http://s3.postimage.org/dFVri.jpg

Als Transistoren kannste irgendeinen Kleinleistungs-Standardkram nehmen, wie z.B. nen BC237B o.ä..

Bei den LEDs gehen z.B. die hier:
<a href="http://www.conrad.de/ce/de/product/176724/" target="foo1">LED 10000 MCD 20° 5MM WEIß</a>
<a href="http://www.conrad.de/ce/de/product/180000/" target="foo2">LED 18000 MCD 20° 5MM WEIß</a>
Die Flusspannung sollte halt 3,6V keinesfalls überschreiten.

Das hier kommt als Batteriehalterung in Frage:
<a href="http://www.conrad.de/ce/de/product/615617/" target="foo3">BATTERIEHALTERUNG D FÜR 10 MIGNON</a>

Bei der Zener nimmste so eine:
<a href="http://www.conrad.de/ce/de/product/180025/" target="foo4">ZENER-DIODE 500 MW 2,7 V</a>

Mit den Trimmern kannste den Betriebsstrom der LEDs einstellen (0 ... 40mA). Beim Ausprobieren zuerst ungefähr auf Mittelstellung bringen!!!

Die Trimmer könnt man auch weglassen, aber dann müsst man die Emitterwiderstände anpassen (Patois kann Dir das erklären).

Okay, von den Zenern könnt man, bis auf eine, alle wegoptimieren - Aber das bleibt als Hausaufgabe :lol:

Du kannst da beliebig Stränge hinzufügen oder weglassen.

Viele Grüsse,

Uli

 

[patois]

Hallo Uli, du warst wohl in großer Eile?

Siehe Bild:

http://s1.postimage.org/GdLRi.jpg

Meines Erachtens ist der Ansatz des Fragestellers, dass er dieses Projekt mit Batterien oder Akkus verwirklichen will, der eigentliche "Schwachpunkt" der ganzen Angelegenheit.

Wenn ich für mich diese Beleuchtung basteln müsste, würde ich mir beim großen "C" ein Steckernetzgerät besorgen, mit einer Ausgangsspannung von 24 Volt und einem Strom von min. 120mA.
Dann 2 Stränge à 5 LEDs und einen Strang à 6 LEDs basteln, jeweils mit den erforderlichen Vorwiderständen zur Stromeinprägung!
Basta così!

Bei den Vorwiderständen sollte man vorsichtshalber immer die "verbratene" Leistung nachrechnen, damit man nicht von verkohlten Bauteilen überrascht wird. :wink:

Eine sehr interessante Variante ist ist auch der Einsatz eines FETs als "Stromquelle". Aber für den vorliegenden Fall würde ich auch keinen FET nehmen.

Falls der Fragesteller die Schaltung mit den ZENER-Dioden verwirklichen möchte, muss der Spannungsteiler, bestehend aus R1 und P1, neu berechnet werden. Der Punkt, wo im obigen Bild die 1,1 V, bzw. 1,36 Volt (U1) eingezeichnet wurde, muss mindestens auf 2,7 ... 3 Volt angehoben werden, damit die ZENER-Diode überhaupt arbeiten kann.

Greetz Patois

 

[Detjero]

Nabend zusammen.. einfach super dieses Engagement.

Also wie ich das nun rauslesen konnte gibt es einige Lösungswege.. allerdings scheitert es meißtens an der Form der Spannungsquelle. Da der Versuch das ganze mit der AA 1,5er Batterie zu realisieren von euch verneint wurde habe ich mir gedacht, dass es eventuell mit 2 in Reihe geschalteten 9V Blockbatterien funktionieren könnte(?). Wenn ja wäre noch die Frage, wie lange die ganze Konstruktion leuchten würde? Die Ah sehe ich auf der Batterie nicht verzeichnet.

MfG

 

[patois]

Schaue mal in deine PN (persönliche Nachrichten);
da habe ich dir ein paar Hinweise reingeschrieben.

Mit dem Gedanken an zwei 9 Volt Blocks habe ich auch schon gespielt, wußte aber nicht ob die Platzverhältnisse in deiner Schatulle diese Lösung zulassen würden.

Die Kapazität von Batterien oder Akkus wird in mAh oder auch Ah angegeben.

Greetz Patois

 

[patois]

Die 9-Volt-Block Lösung

http://s1.postimage.org/K5Woi.jpg

Obige Skizze zeigt die Reihen-Schaltung von zwei 9-Volt-Blöcken als Stromversorgung für die 16 Leuchtdioden.

Die LEDs wurden in 4 Gruppen mit je 4 in Reihe geschalteten LEDs zusammengefaßt. Hierdurch ist gewährleistet, dass LEDs bis zu einer Vorwärtsspannung von 3,6 Volt eingesetzt werden können.

Zur Optimierung der Lebensdauer der LEDs sollte man diese mit dem in den entsprechenden Datenblättern genannten Nennstrom betreiben.

Der Wert des Vorwiderstandes errechnet sich dann wie folgt:

Rv = (Ub - 4 * Ud) / In

Rv = Vorwiderstand
Ub = Batteriespannung
Ud = Dioden-Vorwärtsspannung (~Schwellspannung)

Die Leistung des Rv:

Pv = In² * Rv

Überschlägige Berechnung der Betriebsdauer anhand der Batterie-Kapazität:

Kapazität dividiert durch Gesamtstrom ergibt Standzeit der Batterie:

mAh : mA = h

Z.B.: 150 mAh / 75 mA = 2 Stunden Betriebsdauer

Greetz

Patois

 

[79616363]

Soo, ich bin wieder da. Das stimmt, was Patois gesagt hat. Die 1k Trimmpotis gehen nicht. Ganz kritisch ist der Wert aber auch nicht. Entweder verkleinert man den Wert von R2,R4 ... oder man vergrössert den Wert vom Trimmer auf ca 4k7. Was für ein böser Fehler, der mir da unterlaufen ist
Ich war aber echt in Eile und hab das gedankenlos zusammengenagelt. Ich musst aber weg und das hat sich gelohnt - Koblenz lohnt sich immer!

Wen's interessiert, Ratz geht es gut. Nur war der Transport Stress für sie und das mach ich nicht mehr. Wenn ich künftig weg muss, dann wird sie mit allem Zubehör untergebracht. Es ist schwierig jemand zu finden, der ne Ratte nimmt. Das Tier ist zwar sehr lieb und zahm, aber die Leute haben Vorurteile. Na ja, jetzt hab ich jemand, der sie mag und auch aufnimmt.

Viele Grüsse,

Uli