Datenblatt vs. Webshop vs. Test

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

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Mi, 10.06.09, 21:16

Hallo zusammen,


ich habe mir zu Testzwecken unter anderem eine Seoul P5-II geholt und dann mal auf Breadboard eine kleine Schaltung gebaut, um diese LED zu testen. Als Elektronik-Anfänger habe ich zunächst die Werte im Webshop als Basis genommen :

U(diode) R: 2.5V
U(diode) G: 3.2V
U(diode) B: 3.5V

Bei 5V Versorgungsspannung und 350mA ergab das nach "R = U(abfall) / I" die Werte für Spannungsabfall und Vorwiderstand von :

U(abfall) R = 2,5V -> 6,8 Ohm
U(abfall) G = 1,8V -> 5,6 Ohm
U(abfall) B = 1,5V -> 4,3 Ohm

Die hab ich mir dann besorgt und gesehen, dass die tatsächlich fließenden Ströme nicht je ca 350 mA waren (ein bißchen Abweichung war ja zu erwarten, wegen der Aufrundung auf den nächstgrößeren Widerstandswert nach E12 / E24), sondern ganz erheblich abwichen, bei blau und grün 250-270 mA.

Also hab ich mal das Widerstandssortiment ausgepackt und einfach probiert, wie ich auf die 350mA komme. Im Versuch ergaben sich dann :

R = 5,6 Ohm
G = 2,7 Ohm (!)
B = 2,2 Ohm (!)

Das sind dann ganz schöne Unterschiede wie ich meine und ich frag mich, wie das zustandekommt.

- Ist das Serienstreuung ?
- Lassen sich die Farben besser mischen, wenn die Grundfarben nicht gleich viel Strom ziehen ?
- Tippfehler im Webshop ?

Die rechnerischen Werte stimmen denn auch in etwa mit den Werten überein, die das Seoul Datenblatt vorgibt (Werte in Klammern), da werden nämlich SpannungsBEREICHE angegeben :

U(diode) R = 3,04V (3-4V)
U(diode) G = 4,05V (3-4,2V)
U(diode) B = 4,23V (3-4,1V) (!)

Sollte man´s dann nicht am Ende so machen, dass man einfach die Diode hernimmt und austestet, welcher Widerstand den gewünschen Stromfluss erzeugt ? Die P5 ist mit 350mA typisch, 400mA maximal angegeben, wenn man sie schonen will, kann man ja einfach auf 300 mA testen....


Bin ein bißchen ratlos, weil ich doch mehrere LEDs verbauen will und gerne wüsste, welche Widerstandwerte ich jetzt bestellen soll....
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Sailor
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Mi, 10.06.09, 21:30

Deshalb sollte man immer mit dem Datenblatt und einer KSQ arbeiten. Dass die Spannungswerte zweier "gleicher" High-Power-LED´s erheblich auseinander laufen können, wurde im Forum schon öfter beschrieben.

Wenn Du ein Binning nach Spannung haben willst, musst Du Abstriche in der Genauigkeit der Effizienz und der Farbe hinnehmen. Soll das Binning nach allen Kriterien stimmen, wird´s teuer ...
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Morbus
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Mi, 10.06.09, 21:32

Grml, Sailor war schneller, aber ich poste trotzdem mal was ich geschrieben hab:

Hallo,

LEDs (bzw. generell Halbleiterbauelemente) haben keine lineare Strom-Spannungskurve, wie zum Beispiel Glühbirnen. Daher geht R = U/I nur bedingt.

Folgendes Bild ist einfach mal von Wikipedia geklaut:

Bild

Falls es dich Interessiert, die genaue Formel lautet:

J = J0 * (e^(qV/kT)-1)

J = Stromdichte
J0 = Sperrstromdichte
e = Eulersche Zahl
q = Elektronenladung
V = angelegte Spannung
k = Bolzmannkonstante
T = Temperatur in Kelvin

Wie man in der Formel sehen kann spielt auch die Temperatur eine Rolle, so kann es sein, dass die theoretischen Werte bei einer Temperatur von 0° (Celsius) sind und du bei 30° (Celsius) gemessen hast.

Ein weiterer Grund kann die Ungenauigkeit deiner Messgeräte sein und/oder die Ungenauigkeit der Widerstände. Außerdem hängt auch der Widerstand eines Widerstandes von dessen Temperatur ab.

Besser als Widerstände zu benutzen ist jedoch das benutzen von Konstantstromquellen. Diese liefern Konstant einen Strom von (beispielsweise) 350 mA.

Hoffe ich habe deine Fragen beantwortet.

Grüße,

Morbus
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Mi, 10.06.09, 21:44

Hallo Morbus,


da steckt ja doch einiges mehr dahinter, als man am Anfang vermutet... Die Stromwerte vom Labornetzteil sind denke ich recht genau, bei den Widerständen ist halt 1% bei Metallschichtwiderstand drin. Trotzdem war ich sehr überrascht, dass die realen Werte so weit neben denen vom Webshop liegen, wahrscheinlich sind das komplett verschiedene Binnings.

Die Werte im Seoul Datenblatt beziehen sich auf 25°C, was hier auch in etwa gegeben ist.


Mein Grundproblem ist eigentlich : Wie kann ich jetzt was kleines bauen, mit sagen wir mal 5x5 oder 7x7 LEDs, und dann in diesem Raster erweitern (ist ne Frage des Geldes), ohne dass die Farben dann nicht mehr stimmen, wenn irgendwann mal 10x10 oder 14x14 draus geworden ist ?

Ich seh schon, dass ist alles mehr Wissenschaft, als so ein "wir bauen uns ein Moodlight" Tutorial erahnen lässt :D aber spannend auf jeden Fall !
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Mi, 10.06.09, 21:45

Das mit den Binnings wird mir erst jetzt so langsam klar, hätte nicht gedacht, dass da solche Unterschiede auftreten.

Worum´s mir hauptsächlich geht, ist natürlich das Licht, das am Ende rauskommt. Die Vorwiderstände pass ich dann halt so an, dass der Nennstrom fließt, die Spannung soll mir dann - solange sie im regulären Bereich liegt, mal wurscht sein.

Ich war nur überrascht, dass die Widerstandswerte so weit abweichen müssen, ich werd dann einfach mal die ganze die E24 Reihe von 1,8 bis 3,3 und 4,7 bis 6,8 holen, damit ich´s an die Serienstreuung anpassen kann.


Ich hab ja noch größeres vor, werde mir aber nicht gleich 100 LEDs auf einmal leisten können. Wie wahrscheinlich ist es denn, dass man da halbwegs stimmige Farben hinbekommt, wenn das Binning mal wechselt ? Oder sollte ich lieber zur Bank gehen und zusehen, dass ich möglichst alles aus einem Binning bekomme, weil die Unterschiede einfach zu groß sind ?
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Sailor
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Mi, 10.06.09, 21:48

Dann musst Du tatsächlich die Spannung jeder einzelnen LED ausmessen, auch wenn es sehr wahrscheinlich ist, dass die Werte einer Bestellung (soweit sie von einer Rolle sind) dicht zusammenliegen.

Im Prinzip machst Du Dir so ein zusätzliches Spannungsbinning.
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Mi, 10.06.09, 21:55

Ah nochwas zum Thema KSQ :

Bei 100 RGB Pixeln wird das nicht billig, müsste ich also wenn überhaupt selbst bauen. Selbst für was kleines mit 5x5 wären das schon 75 KSQen... Habt ihr da Selbstbautips und eine ungefähre Vorstellung, was das dann pro KSQ kosten würde ?

Oder ginge es auch ohne, wenn man einfach jedes Pixel durchmisst und so bestückt, dass die gewünschten 350mA fliessen ? Ich hab die P5 hier mal laufen lassen, sowohl mit einzelnen Farben als auch kombiniert. Selbst bei Dauerleuchten und Wärmeentwicklung ändert sich der Stromfluss nur minimal.
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Mi, 10.06.09, 21:59

ginge es auch ohne, wenn man einfach jedes Pixel durchmisst und so bestückt, dass die gewünschten 350mA fliessen ?
Genau das meinte ich mit meinem Beitrag oben: 350 mA Konstantstrom durch die LED jagen, Spannung messen und in die entsprechende Binnungkiste.
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Mi, 10.06.09, 22:11

Na, dann werd ich mal fleissig die Teilchen sortieren ^^.

Ich hab mir auch nochmal die BinCodes in dem Seoul Datenblatt angesehen :

Die Wellenlänge ist nur bei Grün unterschiedlich, bei Rot und Blau in allen Binnings gleich angegeben. Unterschiede liegen eher in der Lichtmenge, was natürlich für das Mischen nicht so schön ist.

Da es aber vor allem um Helligkeitsunterschiede geht, müsste man sowas doch in Software durch Anpassen der PWM abfangen können, oder ?
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Mi, 10.06.09, 22:14

Da es aber vor allem um Helligkeitsunterschiede geht, müsste man sowas doch in Software durch Anpassen der PWM abfangen können, oder ?
Das ginge sicher, ist jedoch aufwändiger und mit dem Auge unmöglich.
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Mi, 10.06.09, 22:24

"Mit dem Auge unmöglich" klingt so, als wären die Unterschiede dann nicht wahrnehmbar ? Dann wär´s mir eh gleich.

Es geht ja wie gesagt eigentlich nur um einen Farbabgleich für mehrere Pixel, die aus unterschiedlichen Binnings stammen könnten. Wenn da jetzt die Helligkeit unterschiedlich ist, dann dürfte z.B. das Gelb von Binning 1 meinetwegen mehr Rotanteil haben als das von Binning 2 -> ergo verkürzt man den Duty Cycle von Rot aus Binning 1, bis der Farbton für´s Auge stimmt. Oder geht das so einfach dann doch nicht ?

Es ist so natürlich keine exakte Wissenschaft, aber die Farben sollen am Ende ja nur fürs Auge stimmen, nicht fürs Messgerät. Aber wenn wir schon dabei sind : Wie misst man sowas und was kosten so Geräte, die für diesen Zweck verwendet werden könnten ? Ich fürchte, irgendwas in der Region "Kleinwagen" bis "unbezahlbar" :roll: Wahrscheinlich ist´s dann billiger, einfach einen Schwung LEDs aus einem Binning zu bestellen (und auf den Urlaub zu verzichten)
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