Optimalen Arbeitspunkt einer LED bestimmen/erreichen (Graphische Loesung)

    Hallo,


    nachdem ich verstanden habe dass der Widerstand in der Reihenschaltung nur eine Schutzfunktion einnimmt, aber nicht die LED zwingend an ihrem optimalen Arbeitspunkt betreibt - hier nun mein Ansatz um zu erkennen welche LED kennlinie (sie zeigt alle moeglichen Arbeitspunkte der LED an) fuer die jeweilige LED die man gekauft hat zutrifft.


    Als Grundlage dient: Arbeitspunkt einer Diode.pdf


    Der Schutzwiderstand wird in meinem Beispiel naeherungsweise (=Widerstandsrechner) mit 130Ohm ermittelt und auch so verbaut, daran sind 3 Leds in Reihe geschaltet.


    Ich besorge mir alle verfuegbaren Kennlinien dieser weissen 3528 SMD LED und zeichne drei 130Ohm Widerstandskennlinien in die Diodenkennlinien ein:


    Gewaehlte Spannung:
    Gelb: 11v
    Blau: 12v
    Rot: 15v



    Dieses Vorwissen verknuepfe ich mit der Messung dass wenn 100 dieser 3 Leds betrieben werden (inkl. Spannungsabfall der Leitungen: 1v) der durchschnittliche Strom "nur" ~16mA betraegt. Die meisten LEDs werden mit typischen 20mA verkauft (wo sie gutes Licht leisten), bzw. 30mA maximal bei @25C. Diese werden wohl auch nur erreicht wenn man den Widerstand nicht als "Schutz" (zu stark) sondern praezise dimensioniert.


    Anhand der 4 Graphen A bis D koennen wir nun an der roten Linie erkennen was passiert wenn wir eine hohe Spannung von 15v anlegen. Die LEDs werden dann im Durchschnitt 23-27mA ziehen. Ich haben die Diodenspannung im gelbe und blauen Fall nachgemessen. Sie betraegt im Schnitt <3.2v was wohl Graph C unwahrscheinlicher macht.


    Es ist natuerlich jetzt moeglich die maximale Spannung fuer eine Betrieb bei 30mA mit 130Ohm Schutz zu bestimmen oder (BESSER) die Frage zu beantworten wie gut welcher andere Schutzwiderstand wie die Diode bei hoeheren Spannungen vor zu hohen Stroemen schuetzt.


    Zusaetzlich haben wir den Vorteil den Widerstand nicht nur auf "Schutz" zu trimmen, sondern auch auf die maximale sichere Lichtausbeute anzupassen! Wenn wir die Spannung der Stromquelle "gut" stabilisieren (=hohen Schutz vor Ueberspannungen), waere dies sicherlich das naechste, grosse Ziel des LED fanatikers.


    EDIT:
    Die 130Ohn Kennlinien sind falsch eingzeichnet, da sie nicht bei x=0 die y-Achse schneiden!

    Aua.
    um es mal klarzustellen.
    Wenn such eine Diode ein Strom fliest, bildet sich eine Spannung aus. die der Kennlinie zu entnehmen ist. Dabei ist darauf zu achten das man nicht über die Leistungshyperbel kommt.
    Durch den Vorwiderstand wird der Strom mehr oder weniger durch das Ohmsche Gesetz eingestellt. So wird dafür gesorgt das die Überschüssige Spannung am Vorwiderstand abfällt, anstatt der Diode, die dann mehr oder weniger einen Kurzschluss herstellt und weit über die Leistungshyperbel hinausgeht(hat ja auch noch einen Uf die Diode).

    mike57
    Komisch, bei mir heisst er Schutzwiderstand - vielleicht begrenzt er sogar bei mir noch den Strom, oder eher nicht? Aber einer der etwas begrenzt nimmt sicherlich keine schuetzende Funktion ein :wacko:


    faheus
    Stimmt, haette den Beitrag besser ins "Expertenforum" gepostet ;)

    Dieser Thread wird schon bald - wie die bisherigen auch - ins passendste Forum wandern - ins TTT.


    Ich versteh nicht, wie man seine Zeit so pedantisch dafür Opfern kann, sich Grafiken reinzuziehen und sich zu überlegen, wie man um jeden Preis in der Welt einen Stripe dazu bekommt, dass jede LED ihre 20mA abbekommt.



    Tipp: Speise einfach nach jeder 3. LED - also nach jedem Abschnitt - neu ein. Oder frag mal beim Hersteller, ob er die Stripes auch mit Supraleitern statt mit Kupferleitungen verkauft.

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    Bin kein RGB-Freund

    I-wie scheint dir immer noch die Grundkenntnisse zu fehlen...Nehmen wir an bei einer Spannung von 2,5V über der LED fliest durch sie ein Strom von 20mA.Wir haben eine Spannungsquelle von 12V also brauchen wir einen Widerstand an dem bei 20mA 9,5V abfallen.
    9,5V/0,02A=475V/A (475Ohm).ICh hab im Anhang mal ein Arbeitsblatt was ich ende meine Lehre mal für das Erste Lehrjahr geschrieben hab vill. hilft es dir weiter.
    Und es ist kein Schutzwiderstand sondern ein Vorwiderstand

    Ich hab deine ersten beiden Threads ja mitverfolgt, brian...wozu brauchst du diesen Kram?


    Max. Arbeitsstrom und Durchlassspannung sind die einzigen Parameter, die dich bei Basteleien interessieren müssen.

    Das Erfolgskonzept von Windows ist eine gelungene Mischung aus Marketing, Korruption, Kartellmißbrauch und der erfolgreichen Spekulation auf das Naturgesetz, daß Scheiße oben schwimmt.


    Auch aus Steinen, die einem in den Weg gelegt werden,
    kann man Schönes bauen.
    Johann Wolfgang von Goethe

    Hallo Brian,

    Zitat von brian_e

    , aber nicht die LED zwingend an ihrem optimalen Arbeitspunkt betreibt

    wovon denn überhaupt das Optimum?
    Lebensdauer? Effizienz (Lumen/Watt)? Helligkeit?
    Egal wo man seine LED betreibt ein Optimum von allen ist niemals möglich, es ist einfach nur ein Kompromis.


    Zitat von brian_e

    Dieses Vorwissen verknuepfe ich mit der Messung dass wenn 100 dieser 3 Leds betrieben werden (inkl. Spannungsabfall der Leitungen: 1v) der durchschnittliche Strom "nur" ~16mA betraegt. Die meisten LEDs werden mit typischen 20mA verkauft (wo sie gutes Licht leisten)

    5 LEDs mit 16mA können aber trotzdem heller sein als 5 mit 20mA, hier wird sich geringfügig aber auch noch das Lichtspektrum verändern.


    Zitat von brian_e

    Zusaetzlich haben wir den Vorteil den Widerstand nicht nur auf "Schutz" zu trimmen, sondern auch auf die maximale sichere Lichtausbeute anzupassen! Wenn wir die Spannung der Stromquelle "gut" stabilisieren (=hohen Schutz vor Ueberspannungen), waere dies sicherlich das naechste, grosse Ziel des LED fanatikers.

    Ein Widerstand der sich dynamisch so anpasst das er für jederzeit für den gewünschten Strom liefert nennt sich Konstantstromquelle (KSQ) , die alle deine Probleme erschlagen. Aber das ist dann kein LED Fanatiker, sondern Standard.


    Gruß Gerd

    Stachel2008
    Was genau moechtest du mir erklaeren, welches im "Arbeitspunkt einer Diode"-pdf noch nicht enthalten ist? Wuerdest du den Vorwiderstand entfernen und sie direkt bei 12v betreiben, "koennte" es dann sein dass die Diode durchbrennt (bzw. nicht mehr vom Durchbrennen geschuetzt ist?) ? Was fuer eine Funktion hat der Vorwiderstand denn noch (ausser dass er nicht vorgeschaltet sein muss), bzw. die Diode durch Fixierung an einem sicheren Arbeitspunkt(bereich) schuetzt ;)


    White_Fox
    Falls du den optimalen Widerstand zum maximal-hellen UND sicheren Betrieb - auch temperatur abhaengig - suchen moechtest - dann musst du die Kennlinie bemuehen. Falls es dir nicht so wichtig ist wie hell die Diode ist (bzw. wann sie effzient arbeitet), bzw. nur auf nummer sicher gehst, dann reicht der Widerstandsrechner natuerlich aus ;) Fuer einen LED Enthusiasten ist so ein "Fertig"-Rechner natuerlich Kinderkram. Dieser Post ist wahrscheinlich nur fuer Experten relevant und gehoert nicht ins Anfaenger-Forum, sorry.


    Gerd
    Ja, alle diese Punkte zum Optimum kannst du "persoenlich" gewichten und dann mit Hilfe der Methoden die ich angwandt habe REALISIEREN :D Fuer die Spektralanalysen muesste man dann sicher noch tiefer in noch mehr Graphen des Datenblattes eintauchen, dieser Beitrag stellt ja auch nur den Einstieg dar ;) Es ist ueberhaupt nicht verboten sich einen Strom (UND sogar eine Spannung) zu "wuenschen"?! Nur nicht jeder hat eine Stromquelle die so einen Wunsch erfuellt (z.B. direktes Boardnetz KFZ).

    Zitat von mike57

    es gibt keinen Schutzwiderstand
    du hasst es immer noch nicht Verstanden schade :sleeping:


    "du hasst es immer noch nicht Verstanden schade"


    Das trifft voll und ganz auf dich selbst zu.
    Versuch doch selbst mal zu berechnen was sich mit nem bestimmten Widerstand für Werte für Strom und Spannung einstellen.
    ...


    Um ein paar Led's zu betreiben ist das übertriebener Aufwand, aber es ist völlig korrekt, auf jeden Fall vom Weg her, genauer hab ichs mir nicht angeschaut.

    nimm doch einfach eine KSQ, die ist aus 2 Transistoren und 2 Widerständen gebaut, oder wenn du willst, mit einem Widerstand und einem LM317.
    damit kannst du deinen "Arbeitspunkt" wie du ihn immer nennst sehr genau einstellen, da sie auf auf den Strom einstellt. Und, man glaubt es nicht. es Funktioniert und ist gut und du brauchst dir keine Gedanken mehr zu machen.


    Glaub mir, funktioniert!

    faheus
    Danke, aber Wandler usw. vorschalten ist nicht fuer jeden optimal, da es die Komplexitaet erhoeht. Warum kompliziert/teuer wenn es auch mit nem Widerstand geht?? Bzw. man nur seinen Kopf anstrengen muss den richtigen fuer seine Situation (=persoenliches Optimum nach Gerd) zu finden?? Vielleicht geht die Effizienz (nicht nur als Verlustleistungen) bei noch mehr Bauteilen auch fuer den ein oder anderen floeten ... wenn man nicht gross nachdenken mag, kann man auch Gluehbirnen verbauen - meine ich.

    Zitat

    Danke, aber Wandler usw. vorschalten ist nicht fuer jeden optimal, da es die Komplexitaet erhoeht.

    You made my day... :thumbup:


    So genau, wie du dass da gerne hättest kannst du gar nicht messen. Und dafür, dass du das alles für eine defekte KFZ-Batterie auslegen willst... 8o


    Zitat

    Warum kompliziert/teuer wenn es auch mit nem Widerstand geht??

    Weißt du, was der Unterschied zwischen einer KSQ bzw. einer stabilisierten Spannungsquelle gegenüber deinem Widerstand ist?
    Genau...die Dinger hat man aus Langeweile entwickelt.

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    White_Fox
    Warum hat man die Servolenkung entwickelt, usw.? Damit auch schwache Omis im Strassenverkehr auftauchen??? Na, da danke ich dem Entwickler aber ganz dolle! ;-D Nene, die haben sie entwickelt weils Geld bringt - auch aus Langeweile usw. - mit Muskeln haette man es auch bei der alten Lenkung belassen koennen ;) Nur dumm dass die Servolenkung komplexer aufgebaut sind bzw. auch noch haeufiger kaputt gehen koennen/tun ... bzw. soll ich die Omi (Batterie) wegwerfen nur weil sie mir im Strassenverkehr mit ihrem Auto auf der Nerven geht (sicher fahren tut sie so wie ich)?? Vielleicht baue ich einfach eine andere Untersetzung ins Lenkgetriebe ein - haelt ewig und Stadtfahrten sind ja der Omi ihr Gebiet (Optimum).


    faheus
    Ich kaufen keine KSQ wenns auch mit nem Widerstand (ABER OHNE Vorwiderstandsrechner) geht :thumbup: Auch das Bewusstsein dass man auf technische Spielereien nicht immer angewiesen ist, ist fuer manch einen Grund genug. Man kann auch die LEDs von jemand anderem einbauen lassen, wenn man keine Lust auf Denken/Arbeiten hat?

    I = U/R




    Kannst du mit diesen drei Buchstaben nebst Operatoren etwas anfangen? Nein? Dann ab, Grundlagen büffeln.


    Wenn ja, dann denk mal darüber nach was mit dem Strom passiert wenn bei deiner altersschwachen und defekten Batterie die Spannung nach und nach absinkt, denn das tut sie definitiv. Das tut die Spannung übrigens bei JEDER Batterie/Akku beim Entladen nach und nach, wie du mittlerweile selber gemerkt haben solltest. Da bringen dir noch soviele Datenblätter und Kennlienien nix...

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    Auch aus Steinen, die einem in den Weg gelegt werden,
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    Eigentlich wollte ich mich aus dieser sinnlosen Diskussion vollkommen raushalten ... Mein ganz einfacher Vorschlag zu diesem Thema: löte alle Widerstände auf dem Stipe ab und ersetze diese durch die 2-Pin-KSQ (Test Twin-LED-Stripes mit 2-Pin KSQ NSI45020 (20mA)). :D


    Allerdings wird Dir niemand garantieren, dass dann durch jede LED der gleiche Stom fließt.