Autor Thema: Lämpchen mit Netzteil speissen  (Gelesen 1185 mal)

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Offline swiss

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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #40 am: 05.Januar.2012, 13:10 »
Ich würde wirklich gerne verstehen wie swiss auf 7-10 Ohm kommt.

Ich betreibe die 485er nicht bei 100%.
70mA reichen praktisch allen und erhöht die Lebensdauer. ->7Ohm
10Ohm war ein Test und hat in meinem Fall auch locker gereicht.
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Offline swiss

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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #41 am: 05.Januar.2012, 13:47 »

R=U/I= (5V-4,5V)/0,1A=5V/A = 5 Ohm
P= U*I= 0,5V*0,1A=0,35VA(typo?)=0,05W

Entspricht einem 4,7 Ohm Widerstand


Warum wählst du hier 4.7 anstelle 5.1? 
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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #42 am: 05.Januar.2012, 14:48 »
Danke, Queen! Jetzt kapiere ich es langsam...

Woran erkennst Du, welche Durchlassspannung man nehmen sollt (1,5V statt 3.0V)
Durchlaßspannung
Forward voltage
IF = 100 mA, tp = 20 ms1.50 ( <= 1.8 ) V
IF = 1 A, tp = 100 µs3.00 ( <= 3.8 ) V

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Offline QueenSix

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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #43 am: 05.Januar.2012, 15:13 »

R=U/I= (5V-4,5V)/0,1A=5V/A = 5 Ohm
P= U*I= 0,5V*0,1A=0,35VA(typo?)=0,05W

Entspricht einem 4,7 Ohm Widerstand


Warum wählst du hier 4.7 anstelle 5.1? 


Bauteiltoleranzen (+/- 5-10%)  ist der Hintergrund und zur Sicherstellung des benötigten Strom´s

Danke, Queen! Jetzt kapiere ich es langsam...

Woran erkennst Du, welche Durchlassspannung man nehmen sollt (1,5V statt 3.0V)
Durchlaßspannung
Forward voltage
IF = 100 mA, tp = 20 ms1.50 ( <= 1.8 ) V
IF = 1 A, tp = 100 µs3.00 ( <= 3.8 ) V

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Ist der max. Strom den die LED für 100µs schadlos überlebt. Bei 1 A und 3V beträgt die Verlustleistung mal eben 3W  ;)

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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #44 am: 05.Januar.2012, 15:55 »
Hi Queen,
Durchlaßspannung
Forward voltage
IF = 100 mA, tp = 20 ms1.50 ( <= 1.8 ) V
IF = 1 A, tp = 100 µs3.00 ( <= 3.8 ) V
Ist der max. Strom den die LED für 100µs schadlos überlebt. Bei 1 A und 3V beträgt die Verlustleistung mal eben 3W  ;)
Heisst das im Umkehrschluss, dass die LED 100mA bei 1,5V nur 20ms schadlos überlebt?

Offline QueenSix

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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #45 am: 05.Januar.2012, 18:22 »
Nö, das kann sie schon länger. Nebenbei: der Strom ist für eine LED sehr hoch. Laut Datenblatt ist es aber auch einen Infrarot LED, wenn ich nicht irre. Dort ist ein Dauerbetrieb eher selten  ;)

Achso: Ich greife natürlich auch auch Grundkenntnisse zurück. Bedeutet, das ich schon anhand der Farbe der LED, bzw. der Bauart einer Diode, eines Transistors usw. die ungefähre Flussspannung bzw. einige werte automatisch im Kopf habe...

Für den geneigten Leser
« Letzte Änderung: 05.Januar.2012, 18:27 von QueenSix »

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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #46 am: 17.Januar.2012, 18:41 »
Endlich Zeit gefunden, mir
Für den geneigten Leser
zu Gemüte zu führen... Die Zusammenhänge erscheinen mir jetzt klar(er). Nichtsdestotrotz bleibt mir die "Bestimmung des Arbeitspunktes bei bekannter Diodenkennlinie" eine Geheimnis  :-[: Wie erkenne ich im Datenblatt der Siemens SFH487P welche Werte für optimale Strahlungsintensität/Lebensdauer richtig sind.

Klar ist das eine Infraot-LED und im Einsatz als Geweih für Freetrack natürlich im "Dauerbetrieb" (relativ zu 20ms und 100µs gesehen).

Kann, darf, soll ich die Graphik "Permissible pulse handling capability" so interpretieren, dass nur 100mA (und somit laut Tabelle 1,5 V ??) einen Dauerbetrieb (DC?, >= 102 Sekunden) zulassen?

Oder kann ich die LEDs für eine stärkere Strahlung noch "übertakten"? Und wie weit?

Offline Deichwart

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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #47 am: 17.Januar.2012, 19:00 »
Ich habe mir gerade mal das Datenblatt angeschaut. Problem bei diesem Datenblatt ist, dass es nur von gepulsten Betrieb ausgeht, über einen Dauerbetrieb finde ich da keine Angaben. Von daher könnte ich die zulässigen Dauerbetriebsdaten auch nur schätzen.

Bei "normalen" farbigen Leuchtdioden rechne ich immer mit einem Strom von 20mA und fahre da recht gut mit. Ob die IR-Dioden dabei genug Lichtleistung bringen um vom TIR gesehen zu werden, kann ich so nicht sagen.

Als Anhang füge ich mal ein Datenblatt von farbigen Dioden bei (Quelle: reichelt.de). Da diese im Dauerbetrieb leuchten, ist die Berechnung da eindeutiger.
Für ein Datenblatt gehe mal auf reichelt.de, suche nach "LED 5mm ST" und lade dir auf der Artikelseite das Datenblatt runter.

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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #48 am: 18.Januar.2012, 10:14 »
Ich habe mir gerade mal das Datenblatt angeschaut. Problem bei diesem Datenblatt ist, dass es nur von gepulsten Betrieb ausgeht, über einen Dauerbetrieb finde ich da keine Angaben. Von daher könnte ich die zulässigen Dauerbetriebsdaten auch nur schätzen.
Danke. Und ich dachte schon ich sei verdummt.

Bei "normalen" farbigen Leuchtdioden [...] Für ein Datenblatt gehe mal auf reichelt.de, suche nach "LED 5mm ST" und lade dir auf der Artikelseite das Datenblatt runter.
Hab ich. Das ist aber alles nur für eben die "'normalen' farbigen Leuchtdioden"... QueenSix (und dem von ihm verlinkten Artikel) zufolge hängt das aber alles von der emittierten Wellenlänge ab und Infrarot-LED haben ergo ihre ganz eigenen Werte (z.B. IR U < 1,9V, Rot 1,63 < U < 2,1 ...)

Momentan betreibe ich die 3 LEDs in Reihe mit einem 15Ohm Vorwiderstand, was wohl eher sehr konservativ ist (=0.03 A, also 33mA). Ich werde wohl mal weiter recherchieren müssen.

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Offline Deichwart

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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #49 am: 18.Januar.2012, 12:05 »
33mA wäre für farbige Leuchtdiode etwas hoch, aber dennoch vertretbar. Wenn dein TIR funktioniert, dann lasse es am besten so.

Du kannst die IR-Leuchtdioden auch ganz einfach testen: Einfach in einen Digitalkamera (auch Handy m Kamera) reinleuchten und dann aufs Display schauen. Da sieht man dann die leuchtenden Dioden.

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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #50 am: 18.Januar.2012, 13:13 »
Naja, QueenSix hatte ja was mit 5 Ohm vorgerechnet (=100mA), swiss meinte 7-10 Ohm (=70mA - 50mA), der [urlhttp://www.free-track.net/english/hardware/calcled]Widerstand-Rechner bei Freetrack[/url] kommt auf 20 Ohm (25mA)... Ich würde wirklich gerne wissen, wie man aus den Datenblättern ersehen kann, mit welcher maximalen Leistung man die Dinger im (relativen) Dauerbetrieb betreiben könnte - die Meinen betreibe ich seit 2009 mit 33mA (15 Ohm) und das scheinen sie zu überleben  :D. Aber Mann, ey!, es ist doch Wissenschaft und Ingenieurskunst, das kann doch nicht nur mit trial (=noch geht's) und error (=nun sind sie kaputt) gehen! :o

Offline swiss

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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #51 am: 18.Januar.2012, 14:14 »
Solange du die Specs nicht überschreitest werden die sehr lange leben.
Mit 33mAh sind sie halt recht duster(bei 100mAh siehst du die LED bei Tageslicht mit blossem Auge leuchten).
Wenn das in dem Raum in den du sie benutzt reicht: Um so besser.
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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #52 am: 18.Januar.2012, 14:37 »
Genau
die Specs
suche ich ja verzweifelt, swiss! Im Datenblatt steht 1,5V und 100mA maximal 20ms und 3V, 1A maximal 100µs und die Graphiken (die ich nicht verstehe) reden, laut Deichwart, auch nur von Puls-Betrieb...

Argh! Ich will doch nur wissen ich es selbst herausfinden kann! Heul!  :'(

Offline Daedalus

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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #53 am: 18.Januar.2012, 15:10 »
Aber Mann, ey!, es ist doch Wissenschaft und Ingenieurskunst, das kann doch nicht nur mit trial (=noch geht's) und error (=nun sind sie kaputt) gehen! :o

 :D
Die physikalischen Eigenschaften von Halbleiterbauteilen sind recht genau bekannt, das geht also schon ohne Ausprobieren.  :)

Aus dem Datenblatt der Siemens SFH485:


Der Durchlaßstrom im Dauerbetrieb darf maximal 100mA betragen, bei einem einzigen Puls (D=0) von 10µs Dauer verträgt die Diode einen maximalen Durchlaßstrom von 2,5A (Stoßstrom).
Die maximalen Durchlaßströme abhängig von der Pulsdauer für verschiedene Parameter D findet man hier:


Der dimensionslose Parameter D ist definiert als Pulsdauer geteilt durch Periodendauer. Das ist so zu verstehen: Schaltet man die LED periodisch (z.B. durch Betrieb mit einer Rechteckspannung) ein und aus dann ist die Pulsdauer jeweils die Zeitspanne die die LED leuchtet, die Periodendauer ist die Zeit zwischen zwei Einschaltvorgängen.
Für den maximalen Stoßstrom von 2,5A für 10µs Pulsdauer sagt das Datenblatt dass D=0 sein soll, um das zu erreichen muss die Periodendauer also unendlich werden (limT->∞(tp/T)=0), sprich "groß" gegen die Pulsdauer sein. Gemeint ist damit das einmalige Einschalten der LED für 10µs.

Schaut man sich das obige Diagramm etwas genauer an sieht man dass die gezeigte Kurvenschar auch eine Kurve mit der Bezeichnung DC enthält. Diese Kurve ist eine waagerechte Gerade und liefert einen Wert für den maximalen Durchlaßstrom IF von 100mA für alle Pulsdauern tp. Man hätte diese Kurve auch mit D=1 betiteln können, denn im Dauerbetrieb ist die Pulsdauer gleich der Periodendauer: die LED wird gar nicht abgeschaltet.

Jetzt wissen wir also dass für den Dauerbetrieb dieser LED ein maximaler Durchlaßstrom von 100mA nicht überschritten werden darf. Wie aber kann ich den Durchlaßstrom in meinem Stromkreis "einstellen"?
Dazu benötigt man die Strom-Spannungskennlinie der LED:


Die hier gezeigte Kurve wurde mit einzelnen Pulsen (D=0) und Pulsdauern von 20µs gemessen um auch Werte oberhalb des maximalen Durchlaßstroms von 100mA im Dauerbetrieb zu ermitteln.

Hier jetzt der interessante Ausschnitt (die logarithmische Darstellung ist nicht optimal um Werte graphisch abzulesen):


Bei einem Durchlaßstrom von 100mA lese ich eine Durchlaßspannung von etwa 1,44V ab, bei 70mA Durchlaßstrom eine Durchlaßspannung von 1,38V. 100mA Durchlaßstrom sind das absolute Maximum im Dauerbetrieb, um auf der sicheren Seite zu bleiben und die Lebensdauer der LED bei guter Helligkeit zu erhöhen bietet sich als Arbeitspunkt also (IF=70mA, UF=1,38V) an.
Damit die LED bei gegebener Betriebsspannung auch am gewählten Arbeitspunkt arbeitet muss jetzt der benötigte Vorwiderstand bestimmt werden.

Angenommen die LED soll mit einem Netzteil mit 3V Klemmspannung betrieben werden. An der LED sollen (bei einem Stromfluß von 70mA) 1,38V abfallen, d.h. die restlichen 1,62V müssen am Vorwiderstand abfallen:

R = U/I = 1,62V/0,07A = 23,1Ω

Mit einem Vorwiderstand von 23Ω und einer Netzteilspannung von 3V arbeitet die LED sicher am gewählten Arbeitspunkt (1,38V , 70mA). Sollte der benötigte Widerstand nicht erhältlich sein sollte man sicherheitshalber immer den nächst größeren Widerstand verwenden.

Für das FreeTrack-Dingens sollen jetzt 3 LEDs in Reihe mit einem Vorwiderstand betrieben werden. An den drei LEDs fallen 3*1,38V = 4,14V ab. Bei einer Netzteilspannung von 5V und einem Strom von 70mA müssen also am Vorwiderstand die restlichen 0,86V abfallen:

R = U/I = 0,86V/0,07A = 12,3Ω

Das absolute Maximum wäre ein Durchlaßstrom von 100mA bei 1,44V Durchlaßspannung. Bei drei LEDs in Reihe sind das 3*1,44V = 4,32V. Bei einer Netzteilspannung von 5V und einem Strom von 100mA müssen also am Vorwiderstand die restlichen 0,68V abfallen:

R = U/I = 0,68V/0,1A = 6,8Ω

Bei einem kleineren Vorwiderstand wird eine der drei Dioden durchbrennen.

Hoffe das beantwortet deine Frage,
Daedalus
« Letzte Änderung: 18.Januar.2012, 15:41 von Daedalus »

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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #54 am: 18.Januar.2012, 16:40 »
Danke, danke, danke, Daedalus.  :-*

Offline Deichwart

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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #55 am: 18.Januar.2012, 17:32 »
Ui, das mit der DC-Linie hab ich komplett übersehen...

Da hab ich ja dazu gelernt - danke, Daedalus!

Offline Daedalus

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Re: Lämpchen mit Netzteil speissen
« Antwort #56 am: 18.Januar.2012, 23:56 »
Kein Ding, ich helfe gern wenn ich kann.
Ist wirklich keine Zauberei mit den Dioden, aber die Datenblätter enthalten auch echt, bitte um Entschuldigung, jeden Furz den die LED jemals lassen könnte.  :D
In dem Dschungel übersieht man gern schonmal die gesuchte Info.  :)