Optimalen Arbeitspunkt einer LED bestimmen/erreichen (Graphische Loesung)

  • turi
    Danke. Dann haben wir ja etwas ganz ohne Widerstaende und ich brauch dann doch eine KSQ - und hat jemand schon mal gemischte Diodenkennlinien miteinander verrechnet (ohne Widerstaende) ?? Wenn du das machst, freue ich mich auf deinen Post :)

  • Du solltest bei deiner ganzen Graphen-Spielerei mal bedenken, dass eine solche Kurve immer nur für eine durchschnittlliche LED aus der Serie gilt. LEDs haben nämlich - je nach Art der Selektion - großeToleranzen. Nur weil du da in dem richtigen Datenblatt einen genauen Wert ablesen kannst, muss der für deine LED nicht passen. Die einzige zuverlässige Möglichkeit den Widerstand zu ermitteln ist messen und anpassen. Sinn und Unsinn dieser Methode sei mal dabei unberücksichtigt. Den richtigen Arbeitspunkt der LED kann man nur mit einem komplexerem Bauteil (eine KSQ eben) als einem einfachen Widerstand einstellen, was auch noch thermisch mit der LED verbunden sein muss um den Strom den Umgebungsbedingungen anzupassen.

    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.

    Wenn man von Effizienz spricht verbaut man sicher niemals 12V LED-Strips :P . Warum einer mit 24V wesentlich effizienter sein kann (nicht muss), kannst du selbst mal überlegen.


    Bevor du hier im Expertenforum noch ein weiteres Thema aufmachst (da schreiben nämlich die gleichen Leute wie hier :whistling: ), schau doch mal besser, ob es in einem der anderen LED-Foren vielleicht intelligenter Mitglieder gibt, die mit dir ernsthafter über die Ermittlung von Vorwiderständen diskutieren ^^


  • Was ist denn das??? Jetzt geht mir eine LED auf!!! :rolleyes: Gehts jetzt meiner Batterie wieder besser, ich danke dir fuer die Nachfrage. (Verrate aber nix) In diesem Beitrag geht es nicht um Batterien/KFZ ... tut mir leid.

    Das hat nicht unbedingt etwas mit KFZ oder so zutun aber mit dieser kleinen Formel die die Basis von jeder elektronik ist sind alle deine Probleme gelöst die du für LEDs brauchst
    hier nochmal als AB ;)

  • Andy_KEH
    Was verstehst du unter dem "richtigen" Arbeitspunkt? Ich denke da an Gerds Post: Meine Antwort: Persoenliches, gewichtetes Optimum fuer meine LED-applikation waere: 40% optimale Effizienz lm/w erreichen, 30% maximale Helligkeit bei 35C ausschoepfen, 30% Sicherheit bei Ueberspannungen. Kann ich diese Regel an der KSQ einstellen ;) Glaube mal nicht, hat die ueberhaupt was zum Einstellen? Falls ich in Zukunft mal so eine KSQ bauen/planen moechte komme ich aber 100% nicht an dem Bestimmen des optimalen Arbeitspunktes vorbei, welches Inhalt dieses Threads sein sollte. Nebenbei: Wuerde ich jetzt die 12v auf 24v wandeln und dann eine 24v anstatt 12v Kette anschliessen, waer das effizienter?


    Stachel2008
    Was genau moechtest du mir erklaeren, welches im "Arbeitspunkt einer Diode"-pdf noch nicht enthalten ist? Ich finde es super dass du ein Arbeitsblatt fuer das erste Lehrjahr gemacht hast. Ich werde es gut abspeichern. Danke!

  • faheus
    Dabei handelt es sich um die Temperatur, dich ich bereit bin zu erlauben, beim Festlegen einer maximalen Helligkeit - welche zu Maximieren (unter der Temp.grenze) mir wiederrum 30% wichtig ist fuer mein LED projekt insgesamt. Dabei handelt es sich aber nur um ein Beispiel @Andy_KEH.

  • Andy_KEH
    Was verstehst du unter dem "richtigen" Arbeitspunkt?

    Ich weiß, dass es den richtigen Arbeitspunkt für eine LED nicht gibt. Dieser ist Anwendungsabhängig und deine Vorstellung davon hat auch nichts mit der Realität zu tun.
    Trotzdem könnte man selbst deine Vorstellungen mit einer KSQ mehr als erfüllen - allerdings braucht man für deine 35°C wahrscheinlich eine aktive Kühlung.....aber du willst ja auch nur 40% Effizienz...


    Ja, eine KSQ kann man einstellen - natürlich nicht die 2pol. Typen die Turi gepostet hat sondern solche, wie z.B. einen BCR402. Um mehr als den Strom zu beeinflussen braucht es aber natürlich etwas mehr Aufwand.

    Zitat

    Nebenbei: Wuerde ich jetzt die 12v auf 24v wandeln und dann eine 24v anstatt 12v Kette anschliessen, waer das effizienter?

    Darum geht es ja nicht. Ich sprechen hier von Effizienz und 3 LEDs mit Vorwiderstand an 12V sind schlechter als 7 LEDs mit Vorwiderstand an 24V.


    Aber lassen wir das; Pesis virtuelle Chips sind auch alle. :D

  • Andy_KEH
    Ne, ich mag nicht 40% Effizienz usw. sondern mir ist es im Vehaeltniss 4:3:3 wichtig die drei Punkte zu optimieren. Wenn du magst kannst du einen 4. Punkt einfuehren = "Kosten".


    Dann waere das Verhaeltnis aber so:
    4(lm/w):3(max.lm@35Grad):3(Sicherheit):10(KostenLED/KostenSonstiges)


    Ich glaube eine KSQ zu bauen wird verdammt schwer, sobald die LED anschaffungskosten unter den Kosten fuer Sonstiges (KSQ, Kabel, Widerstaende) liegen. Denn dann muessten die lm/w oder max.lm@35 usw. alle im gleichen Verhaeltnis steigen, das geht viel einfacher mit Widerstaenden ;)


    Wie wuerdest du deinen "richtigen" Punkt zum Betreiben einer LED beschreiben? (Nur so zum Spass)

  • faheus
    Dabei handelt es sich um die Temperatur, dich ich bereit bin zu erlauben, beim Festlegen einer maximalen Helligkeit - welche zu Maximieren (unter der Temp.grenze) mir wiederrum 30% wichtig ist fuer mein LED projekt insgesamt. Dabei handelt es sich aber nur um ein Beispiel @Andy_KEH.

    YMMDA :thumbup: Es geht immer noch darum die Stripes für eine KFZ Applikation auszulegen (Temperaturbereich für KFZ Elektronik ca. -20°C bis 60°C)?
    Ich schlage also folgendes vor:


    • Löte jede LED und jeden Widerstand ab.
    • Vermesse alle LEDs einzeln (Vorsicht, nicht in die Grenzbereiche gehen, sonst verändern sich die LEDs [z.B. funktionstüchtig -> kaputt])
    • Selektiere alle LEDs zu Gruppen
    • Benutze die Kirchhoffschen Regeln um die Netze zu berechnen, die sich aus Dioden, Spannungsquelle (Innenwiderstand?) und Leitungen ergeben
    • Berechne mit Deiner Methode die Vorwiderstände
    • montiere alles in Deinem Auto
    • Sorge für eine konstante Temperatur von 20°C, denn nur dann sind alle Deine Berechnungen richtig. Dioden und Widerstände haben anderes Temperaturverhalten
    • Schliesse alles an einen 100,0 % konstante Spannungsquelle an, jedes zehntel Prozent Abweichung in der Versorgungsspannung ruiniert Deine Berechnungen
    • Alles erfüllt? Super Deine LEDs leuchten dauerhaft bei 20mA ... oder doch nicht, da Widerstände anders altern als Dioden

    Das ist übrigens die Bastlermethode!


    Wenn Du wirklich Ingenieurstechnisch an die Sache heran gehen möchtest, dann mache erstmal ein elektrisches Modell für Deine Gesamtschaltung das auch Leitungen beinhaltet. Darauf basierend dann eine Fehlerbetrachtung, die mindestens


    • Bauteiltoleranzen
    • Rauschen der Spannungsquelle
    • Innenwiederstand der Spannungsquelle
    • Komplexe Modelle der Zuleitungen
    • Verhalten der LEDs
    • Widerstände
    • Messfehler
    • Temperaturverhalten ALLER Bauteile, inklusive Zuleitungen

    beinhaltet und schaue Dir an wo die größten Fehlerquellen sind. Eliminiere diese. Optimiere nun das ganze und installiere es.


    Übringes habe ich noch keine Daten Deiner Messgeräte gesehen? Wann sind Deine Geräte das letzte mal kalibriert worden? Welche Genauigkeiten weisen die auf?
    Sind diese Messfehler in Dein Modell eingeflossen? Wie genau(*1) kannst Du messen um zu glauben das Deine ganze Theorie irgendeinen praktischen Nutzen hat?


    *1: genau meint hier nicht "detaillierte Beschreibung deines Messaufbaus", obwohl das interessant wäre sondern "genau"

  • @CreeCree
    Ich danke dir, z.Z. wundere ich mich immernoch welche der vier von mir aufgefuehrten Kennlinien (und ihre Datenblaetter) zu meiner LED wirklich passt. Ohne all die andere Info im Datenblatt (der ich dann erst mal traue) muss ich sonst die LED neu erfinden oder gleich ne LED-fabrik gruenden :D Denn die Messgeraete um ein "Datenblatt" zu erstellen kann ich mir nicht leisten :( z.Z. reicht mir aber die Erkenntnis dass du meiner Berechnung zum Vorwiderstand zustimmst. Durch die Anwendung des Prinzips habe ich erfahren dass ja auch bei 15v nicht alle LEDs sofort durchbrennen. So brauche ich keine Angst zu haben wenn einer mal bei laufender Lima den Kofferraum aufmacht (bevor ich ihn kreuzigen kann) - werde aber auf jeden Fall eine Schutzdiode einbauen - die kostet fast nix und leistet bestimmt gute Dienste!! Falls ich noch einmal ein Projekt mache, werde ich aber genau nach Deinen Vorgaben handeln. Ich habe bereits erhebliche Toleranzen in den LEDs gemessen (habe aber erst ~20 durchgemessen). Ich werde als naechstes ausrechnen wie viele Lumen mir durch den 130Ohm vom Optimum (20mA) verloren gehen. Da bin ich nicht sehr tolerant und werde sonst die LEDs zurueckschicken :D Was ich noch sehr vermisse ist ein Graph der Lebensdauer vs. Strom oder (Temperatur usw.) aufzeigt. Bestimmt ist das Verhaeltnis nicht linear - selbst <30mA bei korrekter Kuehlung @25Grad.



    Hier noch etwas: http://www.hobby-bastelecke.de…/konstantstromquelle1.htm
    Da steht dass man den "richtigen" Spannungsabfall der Diode kennen muss um den Widerstand zur Strombegrenzung korrekt zu waehlen. Stimmt das? Dann wuerde man ja ebenfalls hier die Kennlinien zu Rate rufen muessen ...

  • Ich glaube eine KSQ zu bauen wird verdammt schwer, sobald die LED anschaffungskosten unter den Kosten fuer Sonstiges (KSQ, Kabel, Widerstaende) liegen. Denn dann muessten die lm/w oder max.lm@35 usw. alle im gleichen Verhaeltnis steigen, das geht viel einfacher mit Widerstaenden ;)


    Ich habe langsam das Gefühl das du entweder nach dem Motto "Wieso einfach wenns auch Kompliziert geht" lebst, oder einfach nur Slotcodes absahnen willst.
    Falls du es immernoch nicht verstanden hat.



    Nochmals: An einer Einfachen KSQ kann man nur den Strom einstellen. Einfache KSQ sind diese beispielsweise:
    http://www.mikrocontroller.net…it_bipolaren_Transistoren
    http://www.mikrocontroller.net…mquelle_mit_Linearreglern



    Bei etwas "besseren" KSQs können sie per NTC noch auf die Kühlkörpertemperatur reagieren, aber das wars meist auch.

  • faheus
    Ich zitiere von http://www.hobby-bastelecke.de…/konstantstromquelle1.htm :


    "Bekanntlich fällt an jeder Diode eine Spannung von etwa 0,7 Volt ab. An den beiden in Reihe geschalteten Dioden beträgt der Spannungsabfall etwa 1,4 Volt. Dieser Spannungsabfall ist unabhängig von der Höhe der angelegten Betriebsspannung." -> Stimmt doch gar nicht? Dioden haben ja eine Kennlinie, den "richtigen" Arbeitspunkt bestimmt der Anwender!


    Auf Grund dieser Vermutung (dass wir den richtigen Arbeitspunkt kennen) berechnen wir den Widerstand R2 um danach z.B. 20mA konstant zu erhalten ;) Wie loest eine schlaue KSQ dieses Problem, dass wir ihr nicht vorher die genaue Kennlinie der Diode mitteilten?

  • du gehst bei einer Diode grundsätzlich von 0,65-0,7V, komplizierter musst du das ganze nicht aufziehen. Ob nun pro Diode 0,64V oder 0,71V abfallen spielt im Grunde keine Rolle. Für genauere Anwendungen kann man Referenzspanngen verwenden.

  • @CreeCree
    Ich danke dir, z.Z. wundere ich mich immernoch welche der vier von mir aufgefuehrten Kennlinien (und ihre Datenblaetter) zu meiner LED wirklich passt. Ohne all die andere Info im Datenblatt (der ich dann erst mal traue) muss ich sonst die LED neu erfinden oder gleich ne LED-fabrik gruenden :D Denn die Messgeraete um ein "Datenblatt" zu erstellen kann ich mir nicht leisten :( z.Z. reicht mir aber die Erkenntnis dass du meiner Berechnung zum Vorwiderstand zustimmst. Durch die Anwendung des Prinzips habe ich erfahren dass ja auch bei 15v nicht alle LEDs sofort durchbrennen. So brauche ich keine Angst zu haben wenn einer mal bei laufender Lima den Kofferraum aufmacht (bevor ich ihn kreuzigen kann) - werde aber auf jeden Fall eine Schutzdiode einbauen - die kostet fast nix und leistet bestimmt gute Dienste!! Falls ich noch einmal ein Projekt mache, werde ich aber genau nach Deinen Vorgaben handeln. Ich habe bereits erhebliche Toleranzen in den LEDs gemessen (habe aber erst ~20 durchgemessen). Ich werde als naechstes ausrechnen wie viele Lumen mir durch den 130Ohm vom Optimum (20mA) verloren gehen. Da bin ich nicht sehr tolerant und werde sonst die LEDs zurueckschicken :D Was ich noch sehr vermisse ist ein Graph der Lebensdauer vs. Strom oder (Temperatur usw.) aufzeigt. Bestimmt ist das Verhaeltnis nicht linear - selbst <30mA bei korrekter Kuehlung @25Grad.



    Hier noch etwas: http://www.hobby-bastelecke.de…/konstantstromquelle1.htm
    Da steht dass man den "richtigen" Spannungsabfall der Diode kennen muss um den Widerstand zur Strombegrenzung korrekt zu waehlen. Stimmt das? Dann wuerde man ja ebenfalls hier die Kennlinien zu Rate rufen muessen ...

    Habe ich tatsächlich die Ironietags vergessen?


    Also im Klartext: Schön wenn Du Dir eine tolle Superoptimierung überlegst um an einer Stelle den Strom auf 20mA pro LED zu fixieren. Am Ende gibt es aber soviele äussere Faktoren, das die 20mA sofort wieder Utopie sind.


    Zwei Fragen solltest Du Dir mal Stellen:


    • Warum werden bei HP LEDs eigentlich immer KSQs eingesetzt?
    • Warum werden bei Stripes immer KSpannungsQs eingesetzt?

    Rein interessehalber: Benutzt Du Deinen Wagen nur in Frühling und Herbst, nicht in direkter Sonneneinstrahlung und parkst den Rest der Zeit in einer klimatisierten Garage?

  • i-wie funktioniert das zitieren grad nicht richtig :(
    naja
    Die 0,7V sind zb. für normale Dioden die bei diesem wert leitend werden hat aber eher weniger mit LEDs zutun.
    Und das mit dem Richtigen Spannungsabfall haben dir hier auch schon einige versucht zuerklären...aber i-wie fehlen wohl die grundlagen

    What Would MacGyver Do?


    Das Mooresche Gesetz sagt aus,dass sich die Leistungsfähigkeit eines Prozessors etwa alles zwei Jahre verdoppelt.
    Dieses "Naturgesetz" gilt nicht für die menschlichen Fähigkeiten

    Einmal editiert, zuletzt von Stachel2008 ()

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

    Definitiv nicht! - Das hört sich vom Tonfall her zwar recht "wissenschaftlich" an und sieht nett aus mit den zusammengeklaubten Bildchen 8o, ist aber völliger Humbug! - daher nun auch im TTT...

    It's only light - but we like it!


    Da es sich in letzter Zeit häuft: Ich beantworte keine PNs mit Fragen, die sich auch im Forum beantworten lassen!
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  • Ja, hast Du denn den Thread nicht gelesen...? ?( 8| - das wurde *alles* schon korrigiert, auch in Deinen anderen Threads schon:


    - Du kannst nicht einfach *irgendwelche* Graphen aus dem Netz zusammensuchen, die Deine falschen Messungen bestätigen.


    - was heisst "alle verfuegbaren Kennlinien dieser weissen 3528 SMD LED" ?( - zu *einer* LED gibt es genau *eine Kennlinie* eben für *diese* LED - was soll das bringen, versch. Kennlinien versch. 3528 LEDs zusammenzuklauben..?!?


    - die Kennlinie ist ein Anhaltspunkt für das typische Verhalten, auch wenn Du die *richtige* Kennlinie zu Deinen LEDs hast (vom Hersteller, nicht *irgendeine* aus der Google-Bildersuche), gilt die noch lange nicht für alle


    - und auch nicht immer, ist noch von der Temperatur abhängig


    usw., wurde *alles* schon gesagt (z.T. mehrfach)


    sorry, aber inzwischen bin ich auch der Meinung, Du bist entweder ein Troll, oder hast irgendein ernsthaftes Problem (Zwangsneurose)... ist nicht böse gemeint! - wäre aber wohl in nem anderen Forum echt besser aufgehoben.

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