LED an Akku und KSQ

andreas123 · Di, 20.01.09, 10:30

Hallo,

nachdem ich als Elektronik-Laie hier eine Weile mitgelesen habe, möchte ich jetzt mein erstes Projekt mit LED starten. Ich möchte eine stromunabhängige Zusatzbeleuchtung vor meiner Garage anbringen. Geplant sind weiße 5 mm-LED mit 3 V; 20 mA; jeweils 3 LED in Reihe. Hierzu habe ich zunächst 2 Fragen:
1.) Ich will als Stromversorgung 8 Mignon-Akkus 1,2 V benutzen und (Micro-) KSQ. Benötige ich pro LED-Reihe eine KSQ mit 20mA oder kann ich auch drei Reihen á 3 LED an eine KSQ 50 mA anschließen (ist dann etwas weniger Strom pro LED, könnte aber vielleicht trotzdem reichen)?
2.) Im Shop LEDs.de gibt es Micro-KSQ mit 20 oder 50 mA, empfohlen wird bei einer Spannung von 12 V nur 2 LED anzuschließen. Jetzt habe ich bei 8 x 1,2 - 1,3 V ca. 10 V Spannung , reicht die Spannung auch für 3 LED`s in Reihe?

Vielen Dank für jede Antwort.

Andreas

Sailor · Di, 20.01.09, 10:50

1.) Ich will als Stromversorgung 8 Mignon-Akkus 1,2 V benutzen und (Micro-) KSQ. Benötige ich pro LED-Reihe eine KSQ mit 20mA oder kann ich auch drei Reihen á 3 LED an eine KSQ 50 mA anschließen (ist dann etwas weniger Strom pro LED, könnte aber vielleicht trotzdem reichen)?

LED´s hinter einer KSQ parallel zu schalten birgt immer die Gefahr, dass sie ungleichmäßig mit Strom versorgt werden und damit ungleichmäßig hell sind. Für jede Reihe eine KSQ ist vorzuziehen.

2.) Im Shop LEDs.de gibt es Micro-KSQ mit 20 oder 50 mA, empfohlen wird bei einer Spannung von 12 V nur 2 LED anzuschließen. Jetzt habe ich bei 8 x 1,2 - 1,3 V ca. 10 V Spannung , reicht die Spannung auch für 3 LED`s in Reihe?

Wenn die typische Spannung der LED´s wirklich 3 Volt ist, können bei 12 Volt auch 3 LED´s in Reihe geschaltet werden. Bei einer Akkuspannung von 9,6 V bis 10,4 V wird die 3er-Reihe nicht mehr gehen, auch nicht, wenn die Greatz-Brücke überbrückt wird.

Damit herzlich Willkommen im Forum.

Borax · Di, 20.01.09, 11:50

...reicht die Spannung auch für 3 LED`s in Reihe?

Ja, die Spannung reicht prinzipiell schon. Allerdings von mehreren Rahmenbedingungen abhängig:
1. Gute Akkus (eneloop) haben eher eine höhere Spannung als 'Standard' NiMH Akkus (1.25 bis 1.35 V)
2. Die angegebene Spannung bei den LEDs (hier 3V) ist eher ein 'Durchschnittswert' meist brauchen weiße 20mA LEDs eher 3.1 bis 3.3V
3. Die 'Ansteuerung'. Wenn Du die Möglichkeit hast, kannst Du Deine 8 Akkus 'randvoll' laden, 3 LED`s in Reihe über einen regelbaren Widerstand anschließen (oder verschiedene Festwiderstände) und den Widerstandswert solange verringern, bis 20 mA (je nach LEDs ggf. auch 25 mA - randvoll bleiben die Akkus nicht lange) fließen. Den Strom hierbei indirekt als Spannungsabfall am Vorwiderstand messen und per I=U/R ausrechnen. Mit KSQ(s) wird es schwierig, da KSQs prinzipbedingt immer einen gewissen 'Eigenverbrauch' haben, so dass für 3 LED`s in Reihe die nötige Spannung eher bei 11 bis 13V liegt (je nach KSQ-Typ und LED).

andreas123 · Di, 20.01.09, 12:46

Danke für die schnellen Antworten. Aus den Info ziehe ich folgendes Fazit.

Lieber eine KSQ pro Reihe
Akkus mit höherer Spannung wählen (z.B. eneloop)
Wenn 3 LED in Reihe dann ohne KSQ und Widerstand testen / ausrechnen
oder
2 LED mit KSQ in Reihe und dafür dann ein oder zwei Reihen mehr parallel.

Wenn die Lichtleistung für mich o.k. wäre, hatte ich daran gedacht, die Akkus über mehrere Mini-Solarpanels (z.B. von Conrad) oder ein etwas größeres Solarpanel zu laden. Die LED-Beleuchtung würde ich gerne über einen Dämmerungssensor ein- und ausschalten. Wie müsste ich so einen Sensor integrieren und welche Type (z.B. von REICHELT?) sollte ich verwenden?

Borax · Di, 20.01.09, 13:13

Das ist leider nicht so einfach. Du benötigst dann schon eine gewisse Menge Elektronik (Ladeschaltung, Dämmerungsschaltung, Unterspannungsabschaltung). Über wie viele LEDs reden wir hier eigentlich?

andreas123 · Di, 20.01.09, 13:32

Wie anfangs beschrieben, soll es eine zusätzliche Aussenbeleuchtung für eine Garage (ohne Strom) werden. Das Licht muss nicht zum Lesen reichen, Hauptsache man findet das Türschloß

Ich dachte an 1 oder 2 kleine "Scheinwerfer" mit 9 - 15 LED`s, hängt von der Lichtleistung aus, die dabei produziert wird. Ich wollte ursprünglich 3 LED`s in Reihe und dreifach parallel schalten, d.h. 9 LED`s. Wenn das noch zu dunkel wäre, hätte ich halt mehr LED`s genommen - soweit Strom und Spannung der Akkus das zulassen -.
Das Licht soll natürlich nur bei Dunkelheit eingeschaltet sein, daher die Sache mit dem Dämmerungssensor. Ein Schalter wäre evtl. einfacher, automatische Abschaltung ist mir aber lieber.

Sailor · Di, 20.01.09, 13:56

Dann wäre eine angpasste Schaltung wie diese von Qs'Tree doch für Dich geeignet.

Die Solarleuchtentrööts könnten alle für Dich interessant sein.

Borax · Di, 20.01.09, 14:31

Oder irgendwo ein paar fertige 'Solarleuchten' als Restposten o.ä. aufkaufen, ausschlachten und mit besseren LEDs für Dein Vorhaben 'zweckentfremden'. Dann musst Du dich nicht mit der Schaltungstechnik rumschlagen. Wobei die Schaltung von Qs'Tree wirklich recht einfach ist.

andreas123 · Di, 20.01.09, 21:12

Vielen Dank für den Hinweis auf die Schaltung von QS`Tree. Die Ausführung bewegt sich hart am Limit meines techn. Verständnisses, daher noch zwei Fragen. Kann ich - wie eingezeichnet - nur eine LED pro Schaltung anschließen?
Wie regelt der zweite Transistor BC547 die Dämmerungsschaltung? Die Fragen sind für Fachleute sicherlich albern, aber mich interessiert es.

Sailor · Di, 20.01.09, 22:05

Weitere weiße LED´s können nur parallel geschaltet werden, weil die Spannung des Akkus keine Reihenschaltung zulässt.

Der Widerstand über jeder LED wird nach dem LED-Typ berechnet. 10 Ohm sind für die verwendete LED gerechnet.

Zum Schalten: solange die Solarzelle noch genügend Energie liefert, den Transistor Q2 über R1 durchzusteuern, legt dieser die Basis des Transistors Q1 an Masse. Damit ist der Transistor Q1 geschlossen und die LED´s leuchten nicht.

Kommt von der Solarzelle nicht mehr genug Energie, schließt der Transistor Q2. Die Diode D3 verhindert, dass die Basis des Transistors von den Akkus versorgt wird.

Ist der Transistor Q2 geschlossen, liegt an der Basis des Transistors Q1 die Akkuspannung an und über den Widerstand R2 fließt ein Basis-Emitter Strom, der den Transistor Q1 öffnet: die LED´s leuchten.

Wenn dann von den Solarzellen wieder genügend Energie kommt, öffnet der Transistor Q2 wieder und der Transistor Q1 schließt ...

andreas123 · Do, 22.01.09, 08:28

Danke, habe ich jetzt auch verstanden und möchte ich gerne nachbauen. Ich habe den Print-Katalog vom "C" vor mir - Internetzugang auf die web-Seite im Büro nicht möglich - aber ich finde die in der Schaltung von QS Tree beschriebene RWE SCHOTT Solarzelle mit 4,8V und 81 mA nicht, weil im Katalog teilweise nur wenig Leistungsdaten stehen. Gibt es die Solarzelle vielleicht nicht mehr oder kann mir bitte jemand die Bestell-Nr. geben? Danke.

Sailor · Do, 22.01.09, 08:56

Die Bestell-Nr ist Artikel-Nr.: 110332 - 62 und sie kostet 10,21 EUR. Die Verfügbarkeitsampel ist "grün".