Frage: Schaltung auslegen, LED belasten

[l3dm4n]

hoi

ich möchte eine Led Leiste bauen die 4,70 m lang ist.
alle 5 cm kommt eine LED -> 470/5= 94 LEDs.

Ich möchte 3 in Reihe schalten, - > 94/3 = 31
also habe ich 31mal eine Reihenschaltung.

ich möchte die 0.5Watt LED weiß 14000mcd 75° 5mm 3.5V verwenden
https://www.leds.de/product_info.php?products_id=26

in den Technischen Daten steht
Spannung typ. 3.5V (max.4.0V)
Typischer Strom typ. 60mA (max.120mA)
heißt das ich kann die LEDs bei 4V und 120mA betreiben um die Maximale Helligkeit rauszuholen? ohne dass sie schaden nehmen?


Rechnung:
Ugesammt= 3*4V=12V
Igesammt=31*0,12A=3,72A
ich brauche also ein Netzteil was 4A leistet bei 12V
kann ich das benutzen
https://www.leds.de/p545/Zubehoer/Strom ... A_12V.html
es liefert ja das was ich berechnet habe.

ich hoffe ich habe nichts falsch berechnet.

[Jay]

Rechnung:
Ugesammt= 3*4V=12V
Igesammt=31*0,12A=3,72A
ich brauche also ein Netzteil was 4A leistet bei 12V

so wie ich sehe hast du kein fehler gemacht, aber diese LEDs mit voller leistung zu fahren würd ich nicht nimm lieber 100mA und 3,8V

Rechnung:
Ugesammt= 3*3.8V=11.4V
Igesammt=31*0.1A=3.1A

Einbau-Netzgerät 4A, 12V + Widerstand 6 Ohm

schaltung.png (19.75 KiB) 14202 mal betrachtet

MfG
Jay

[l3dm4n]

alles kla, nur wieso nicht auf 120mA
leidet darunter die lebensdauer?

[Sailor]

Die LED`s können mit einem Dauerstrom von 60 mA betrieben werden. Darüber benötigen sie unbedingt eine (passive) Kühlung!

120 mA - Betrieb ist auch bei passiver Kühlung schon kritisch, bei aureichender Konvektion und nicht zu hohen Umgebungstemperaturen aber möglich.

[l3dm4n]

würden die fassungen http://www.leds.de/p364/Zubehoer/Montag ... r_3mm.html
auch als kühlkörper reichen wenn ich die in einen PVC oder alu kabelschacht verbaue`?
ich mein das alu wäre doch optimal

[Sailor]

Das Alu ja, aber nicht die Wärmeisolation durch das Plastikgehäuse der LED. Die Wärme des Chips wird durch die Beinchen abgeführt, deshalb ist dort ein kleines Kühlblech angebracht, das aber nur bis 60 mA ausreicht.

[neophyte018]

Die LED`s können mit einem Dauerstrom von 60 mA betrieben werden. Darüber benötigen sie unbedingt eine (passive) Kühlung!

Also ich betreibe diese LED´s in meiner Leiste mit 60mA und habe nichts gekühlt. Sie werden bei Stundenlangen betrieb nicht mal warm. Also langt anscheinend auch die Kühlung durch die Innenreflektoren und dem Alu Profil.

Meintest du das mit passiver Kühlung ?

[l3dm4n]

ja passiv, ich denke ich mach das genauso wie du

[neophyte018]

Wenn du die Led´s mit 60mA betreibst dann kannst du das ruhig machen. Hatte bis jetzt noch keinerlei Probleme mit der Wärme. Wie schon gesagt sie sind nicht mal warm.

[Sailor]

Die LED`s können mit einem Dauerstrom von 60 mA betrieben werden. Darüber benötigen sie unbedingt eine (passive) Kühlung!

Also ich betreibe diese LED´s in meiner Leiste mit 60mA und habe nichts gekühlt. Sie werden bei Stundenlangen betrieb nicht mal warm. Also langt anscheinend auch die Kühlung durch die Innenreflektoren und dem Alu Profil.

Meintest du das mit passiver Kühlung ?

Mit "passiver Kühlung" meinte ich die im Bild oben gezeigten Kupferwendel. Bis 60 mA sehe ich auch kein Problem. Wenn der Strom jedoch höher geht, werden die Beinchen der LED´s sehr heiß. Daher muss bei Strömen über 60 mA unbedingt eine weitere Kühlung erfolgen.

Die Kühlung über die Plastikköpfe der LED´s reicht dann nicht mehr aus. Natürlich werden die Köpfe nicht heiß, wenn sie gut gekühlt werden. Wegen des hohen Wärmewiderstandes im Plastik wird jedoch der Chip heiß - und das lässt sich nur an den Beinchen messen. Bei 120 mA reicht die gezeigte Kühlung nur aus, wenn ausreichend Konvektion sichergestellt ist oder aktiv, also mit einem Lüfter, gekühlt wird.

[Mark W]

Hallo zusammen!

Ich habe das Selbe vor wie l3dm4n. Mit einem kleinen Unterschied: Ich möchte (muss) als Spannungsquelle Akkus verwenden.

Das Akkupack ist ein dreizelliger LiMn-Akku mit 2500mAh. Die einzelnen Zellen haben eine Anfangsspannung 4,1-4,2V, eine Nominalspannung von 3,7V und eine Endspannung von 2,5V.
Mein Akkupack arbeitet also in einem Spannungsbereich von 12,6..11,1..7,5V.

Der Schaltungsaufbau soll auch mit 3 Stück in Reihe geschalteter 0.5Watt LED weiß 14000mcd 75° 5mm 3.5V+ 1 Stück Wiederstand oder KSQ erfolgen. Diese Schaltung soll dann 10x parallel geschaltet werden.
Die LED's sollen mit je 3,6V und 60 mA (vielleicht bis max.90 mA) betrieben werden. Kühlung ist ausnahmsweise kein Problem, da die Schaltung komplett mit wärmeleitendem Harz vergossen und unterwasser verwendet werden soll. (Kennt jemand einen Hersteller eines Vergussharzes, der das Zeug in für Endverbraucher üblichen Mengen verkauft?)

Meine Fragen als fast kompletter E-Technik-Laie sind nun:
- Benötige ich eine Konstantspannungsregelung um die Spannung auf 3x 3,6V=10,8V über den gesamten Spannungsverlauf des Akkus zu begrenzen? Wie müsste die aussehen?
- Benötige ich für jede 3'er LED-Gruppe eine Konstantstromquelle oder reicht ein Wiederstand? Wie müsste die aussehen?

Ich möchte natürlich eine möglichst konstante Helligkeit der LED's über die Entladung der Akkus.

Und wenn eine Schaltung erforderlich ist, sollte sie möglichst einfach und preiswert sein.
Des Lötens bin ich übrigens mächtig

Ich freue mich auf Eure Hilfe und Anregungen! Besten Dank im Vorraus!

[Sailor]

Zunächst einmal herzlich Willkommen im Forum!

Hast Du ein Datenblatt oder Herstellerlink zu Deinen Akkus?

Die Bandbreite der Spannung ist zu groß, um sinnvoll damit arbeiten zu können. Deshalb wird es erforderlich sein, einen sinnvollen Bereich herauszufinden, d.h. den Spannungsbereich einzugrenzen ohne allzuviel Kapazität zu verlieren.

Sobald das geklärt ist, machen wir uns über die konkrete Schaltung her.

Edit:
Ich bestelle meine Harze bei Rüegg in Hamburg, habe aber nicht nachgesehen, ob er auch Harze mit Deinen Anforderungen hat.

[Mark W]

Vielen Dank für die Grüße!

Ein Datenblatt konnte ich für die 2500er Konion-Zellen noch nicht aufgetrieben. Es gibt die Zellen aber auch mit geringer Kapazität, für die ich eine Entladekurve für verschiedene Entladeströme aufgetrieben habe (siehe Anhang). Vom Prinzip dürfte diese für die 2500'er Konion ähnlich sein. Die Konion 1600 ist übrigens eine Sony 18650 V1 Lithium-Mangan-Zelle.

Also hohe Anfangsspannung, relativ konstante "Arbeitsspannung" und zum Ende der Kapazität Spannungsabfall.

Grüße
Mark

P.S. Sailor: Danke für den Tipp mit Rüegg; Ich werde dem nachgehen!

[Mark W]

... und die Legende noch einmal ein bisschen größer:

[Borax]

- Benötige ich eine Konstantspannungsregelung um die Spannung auf 3x 3,6V=10,8V über den gesamten Spannungsverlauf des Akkus zu begrenzen? Wie müsste die aussehen?

Würde ich empfehlen. Die simple 'Zwei Transistor KSQ' reicht.

- Benötige ich für jede 3'er LED-Gruppe eine Konstantstromquelle oder reicht ein Wiederstand? Wie müsste die aussehen?

Da die Kosten sehr gering sind, würde ich für jede 3'er LED-Gruppe eine Konstantstromquelle empfehlen.
Könnte so aussehen:

ZweiTransistorKSQ10.png (6.6 KiB) 12668 mal betrachtet

Mit den im Plan angegebenen Werten bekommen die LEDs etwa 60mA (+/- 3mA im Bereich von 9V bis 12V)
Um 90mA zu erhalten, R1/R3... auf 12K und R2/R4... auf 6.8Ohm reduzieren.
P.S. Ich würde wahrscheinlich die neuen Nichia LEDs verwenden. Sind einfach viel effektiver (vmtl. liefern die bei 50mA mehr Licht als die 0.5W LEDS bei 90mA).

[Sailor]

Da sind nur die Nichia LED´s sinnvoll, die Vorwärtsspannung der 0,5 Watt LED´s ist zu hoch, um die Kapazität der Akkus einigermaßen auszunutzen.

Nicht nur die höhere Effizienz und niedrigere Vorwärtsspannung der Nichia, auch die flachere und höhere Entladekurve bei vermindertem Strom der Akkus spricht für diese Wahl. Bei 9,5 bis 10 Volt sind die Akkus praktisch leer. Die Nichia kann also tatsächlich die Kapazität der Akkus ausnutzen. Bei den 0,5 LED´s wird das nicht ganz gelingen, da wird es bei etwa 11 Volt Akkuspannung schon dunkler.

[Mark W]

Sieht ja gar nicht so kompliziert aus.

Eine bessere Ausnutzung der Akkus finde ich natürlich sinnvoll. Ich weis nur nicht, ob der größere Abstrahlwinkel passt. Ich möchte eine Fläche in ca. 1m Abstand möglichst gleichmäßig ausleuchten. Die Lichtverteilung der 0,5W LED ist sehr schön gleichmäßig. Wie sieht es da bei der Nichia aus? Gibt es da irgendwo Bilder im Netz?

@Borax: Was muss an der Schaltung verändert werden, damit die Nichia's verwendet werden können?

Grüße
Mark

@Borax und Sailor P.S.: Vielen Dank für die schnellen Antworten! Ich finde es große Klasse, dass Ihr Euch so für uns "unwissende" engagiert!!!

[Sailor]

Grundsätzlich gibt ein größerer Abstrahlwinkel eine gleichmäßigere Ausleuchtung. Bilder zur Ausleuchtung habe ich im Netz bis jetzt nicht gefunden.

Als Anpassung zur Nichia sollten die Widerstände R2 und R4 jeweils 10 Ohm sein.

[Mark W]

Wie sieht es eigentlich aus mit dem "Stromverbrauch" der Schaltung? Die Transistoren haben ja selbst eine max. Leistung von bis zu 1,5W (Datenblatt beich Reichelt). Wieviele 3'er LED-Gruppen mit KSQ darf ich denn überhaupt parallel betreiben, ohne dass mir der Akkusatz kaputtgeht?

@Sailor: Rüegg hat leider keine wärmeleidenden Harze. (Harz aus dem WEST-System hatte ich bei denen schon einmal bestellt; damals als ich meine H-Jolle noch hatte )

[Borax]

Die Transistoren 'vertragen' bis zu 1.5W. Aber das verbrauchen die ja nicht. Einfach ausgedrückt: Die Schaltung 'verbraucht' nichts zusätzlich (abgesehen vom Basisstrom über R1/R3 - der liegt bei etwa 0.5mA) als 'nur' ein Vorwiderstand. Im Prinzip ist die Schaltung nur ein 'sich selbst anpassender' Vorwiderstand (in Form der Transistoren).
Du kannst also fast beliebig viele 'Ketten' anschließen (20 locker). Die hauptsächliche Begrenzung ist die anvisierte 'Laufzeit'.
Wegen Harz: Ich glaube dass Harze grundsätzlich nicht besonders gut Wärme leiten, besser als Luft, aber nicht viel mehr. Von dem her ist die Art des Harzes vmtl. nicht so wichtig, es sollte natürlich eine etwas höhere Temperatur (mind. 75°) 'vertragen' ohne zu vergilben.

[EDIT]
Oder meinst Du so was: http://www.electrolube.com/docs/tds/049/049UR5097.pdf
Das Zeug ist aber 'kohlrabenschwarz'!
Gibt es z.B. hier:
http://www.mercateo.com/p/108WZ-337(2d) ... P250G.html

[Mark W]

Im Prinzip ist die Schaltung nur ein 'sich selbst anpassender' Vorwiderstand

...jetzt habe ich das Prinzip auch verstanden!

Von dem her ist die Art des Harzes vmtl. nicht so wichtig, es sollte natürlich eine etwas höhere Temperatur (mind. 75°) 'vertragen' ohne zu vergilben

eigentlich wollte ich eine U-Schale mit Bohrungen herstellen, in denen die LED's stecken. Im U selber sollten die Schaltungen und die Kabel liegen. Das U soll hinterher mit Harz vergossen werden, um die Schaltung druckwasserfest (max.10 bar) gegen Kurzschlüsse zu sichern. Das Harz soll eigentlich schwarz eingefärbt werden (womit kan man soetwas machen?). Die LED's kommen somit nur rückseitig mit Harz in Berührung. Mit diesem Aufbau will ich mir das druckfeste Gehäuse für die Elektronik sparen.

Grundsätzlich gibt ein größerer Abstrahlwinkel eine gleichmäßigere Ausleuchtung.

Durch den größeren Abstrahlwinkel habe ich bei gleichem Abstand zur Fläche eine gleichmäßigere Ausleuchtung, aber bei geringerer Intensität. Wieviel "heller" ist die Nichia als die 0,5W; gleicht sich das aus?
Ob die Nichia genauso gleichmäßig ausleuchtet wie die 0,5W werde ich wohl ausprobieren müssen...

[Mark W]

Wieviele 3'er LED-Gruppen mit KSQ darf ich denn parallel betreiben, ohne dass mir der Akkusatz kaputtgeht und wie berechne ich dann die maximale Laufzeit mit dieser Last?
Der max. Laststrom für die Zelle mit 2500 mAh beträgt 10-15C (25-35A), der für die Zellen mit 1600 mAh 8-12C (13-19A).

(manchmal wünschte ich mir, ich hätte in E-Technik besser aufgepasst...)

[Mark W]

Oder meinst Du so was: http://www.electrolube.com/docs/tds/049/049UR5097.pdf
Das Zeug ist aber 'kohlrabenschwarz'!
Gibt es z.B. hier:
http://www.mercateo.com/p/108WZ-337(2d) ... P250G.html

-->Das ist geanu das, was ich gesucht habe! Danke!

[Sailor]

Die 0,5 Watt-LED ist mit max. 18 Lumen bei 120 mA angegeben, die Nichia mit max. 25,5 Lumen bei 60 mA. Heller ist die Nichia also schon.

Bei der Nichia und Deiner Art der Anwendung spielt die Wärmeleitfähigkeit des Harzes auch keine Rolle mehr, bei der 0,5 Watt LED (aus eigener Erfahrung) schon.

[Borax]

Wenn Du mehr von dem Zeug kaufen willst, würde ich versuchen das direkt beim Hersteller in UK zu besorgen. Ist ja doch recht teuer...
Nochmal wegen Anzahl LEDs...

Der max. Laststrom für die Zelle mit 2500 mAh beträgt 10-15C

Rechnen wir mal mit 10C d.h. 10 facher Strom der Nennkapazität also 25A... Jede Kette kriegt 50mA um also auf 25 A zu kommen müsstest Du 500 Ketten parallel schalten
Die Laufzeit wäre dann allerdings auch nur noch etwa 5 Minuten.
Jetzt mal 'realistisch': Im ersten Post hast Du was von 10 Ketten geschrieben. 10x 50mA = 0.5A => bei vollen Zellen kommst Du auf 4-5h Laufzeit (eher 4h als 5h - meist wird bei den Kapazitätsangaben ein wenig übertrieben).