LED Fading

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

Borax
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Fr, 03.02.12, 23:43

Mit diesen Werten klappt es bei mir ganz gut:
P1=33K, P2= 47K, R1=220k, R2=100K, R4=4,7Ohm => max. Strom 85mA. Das gilt aber nur für meine Nichia NS9L153MT! Bei anderen LEDs können das mit den 4,7Ohm schon mehr als 100mA sein (oder aber nur 50mA). Hier kommt man nicht drum rum das auszutesten und einen passenden Widerstand auszusuchen. Grob geschätzt sind es je 3-4 Sekunden für rauf, runter und aus. Sieht man im Video nicht so gut, weil die Kamera bei so langsamen Änderungen schon nachregelt.
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wondalfo
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Mi, 10.02.16, 22:10

Hallo Borax,

ich hoffe ich erreiche Dich noch auf diesem Wege. Ich bin nochmal auf dieses Thema aufmerksam gemacht worden und habe gerade Deine Schaltung mit dem NE555 auf dem Steckbrett aufgebaut.

Der bistabile Multivibrator funktioniert, da eine LED am OUT des NE555 blinkt. Leider funktioniert das irgendwie mit dem MOSFET nicht. Dieser ist die ganze Zeit leitend. Die Spannung am TRIG Eingang des NE555 und damit am Gate des IRL Z34N ändert sich zwischen 1,8 und ca. 3,5V. Hier scheint etwas nicht zu stimmen.

Zwei Sachen sind unterschiedlich zu dir:
- anstatt der N4148 habe ich eine N4004 verbaut (hatte gerade nichts anderes zur Hand)
- als MOSFET habe ich einen IRL Z34N (bei Dir ohne N), und zwar diesen hier https://www.conrad.de/de/mosfet-interna ... 62873.html

Kannst Du mir schreiben was ich ändern soll, oder woran es liegt.

Danke Wolfgang
Borax
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Mi, 10.02.16, 22:27

Hallo Wolfgang, welche Schaltung genau? Und dann gilt das gleiche wie bei Mr_Dooley:
Kannst Du mir mal genaue Angaben zu deiner momentanen Schaltung machen (Betriebsspannung, welche und wie viele LEDs, LED-Vorwiderstand R4)? Dann kann ich das besser beurteilen.
Die Spannung am TRIG Eingang des NE555 und damit am Gate des IRL Z34N ändert sich zwischen 1,8 und ca. 3,5V.
Das ist zu viel. Sollten etwa 1-2V sein (je nach Charge des IRLZ34N). Falls Du den Thread kennst (und verstehst): R2 verkleinern
wondalfo
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Do, 11.02.16, 09:20

Hallo Borax,

Sorry, dass ist gestern in der Enttäuschung etwas untergegangen. Ich habe diese Schaltung gebaut
viewtopic.php?f=34&t=13692&sid=7bee9846 ... d8#p154367

Also die ohne R1, R2 und R3. TRIG Eingang des NE555 und Gate des MOSFET sind direkt miteinander verbunden.

Betriebsspannung sind ca. 5V (4x eneloop Akkus in Reihe, nominal 4,8V).

Momentan sind da 6 rote LEDs parallel, die jede 50mA abkönnen. Der Vorwiderstand war jetzt 47Ohm und es flossen etwa 50mA . Ich möchte den Vorwiderstand auch variabel halten um die maximale Helligkeit einstellen zu können.

P1 und P2 sind momentan fest bei 47kOhm, der NE555 funktionierte aber auch schon mit jeweils 15kOhm.
Das ist zu viel. Sollten etwa 1-2V sein (je nach Charge des IRLZ34N). Falls Du den Thread kennst (und verstehst): R2 verkleinern
Nicht ganz. R1 und R2 bilden einen Spannungsteiler, das ist mir klar, aber was genau R3 mit dem TRIG dann tut, verstehe ich nicht ganz.

Vielen Dank Wolfgang
Borax
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Do, 11.02.16, 17:32

Betriebsspannung sind ca. 5V
Das geht bei dieser Schaltung wahrscheinlich nicht. Das Prinzip beruht darauf, den 'pseudolinearen' Bereich des Mosfets auszunutzen. Der liegt aber nun mal bei einer sehr genau definierten Spannung. Mit 4 eneloop Zellen hast Du eine Spannung zwischen 5.6V (randvoll, frisch geladen) und 4.6V (nahezu leer).
Also die ohne R1, R2 und R3. TRIG Eingang des NE555 und Gate des MOSFET sind direkt miteinander verbunden.
Ok. Das funktioniert in der Simulation auch gut (allerdings mit ganz anderem Vorwiderstand und weißer LED), aber in der Praxis eben nicht unbedingt (hängt in erster Linie vom Mosfet ab, aber auch von Betriebsspannung, LED-Vorwiderstand R4 und LEDs selbst).
R3 ist bei 5V Betriebsspannung definitiv nicht nötig. Aber R1 und R2 wohl schon.
Ich möchte den Vorwiderstand auch variabel halten um die maximale Helligkeit einstellen zu können.
Auch das ist hier nicht ganz einfach. Der Vorwiderstand ist ja low-side (also zwischen MOSFET und Masse), je nach Größe dieses Wiederstandes ändert sich die Gate-Spannung am Mosfet und dann hast Du wieder das Problem, dass dieser ggf. dauerhaft an (oder aus) ist...
wondalfo
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Do, 11.02.16, 23:20

Hallo Borax,

vielen, vielen Dank für deine Hilfe.

Habe die Schaltung leicht modifiziert und jetzt macht sie genau was sie soll.

C1=200muF, R3=unendlich, R1=470kOhm, R2=1220kOhm,R4=5Ohm + verstellbarer 5kOhm (aber zwischen Drain des MOSFET und den LEDs)

R1=100kOhm und R2=220kOhm ging auch, allerdings hat hell werden dann dreimal so lange gedauert, wie dunkel werden. Da habe ich mich an die anderen Werte herangetast, wobei dadurch nur das heller werden kürzer wurde, so dass C1 dann kurzerhand verdoppelt wurde Ich verwende für P1 und P2 einen Doppelpoti, deswegen dieser Weg.

Wenn ich P1 und P2 ganz klein mache, habe ich nach Stroboskop leuchten, Dauerleuchten, genau wie ich es wollte.

Die Schaltung habe ich zwischen 4,0V und 5,3V getestet und sie funktioniert bei allen Potistellungen problemlos. Auch völlig unbeeindruckt von Änderungen von R4.

Nochmal vielen Dank, wenn ich morgen die Schaltung in Eagle eingegeben habe, poste ich noch einen Schaltplan.

Viele Grüße Wolfgang
Borax
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Do, 11.02.16, 23:24

Na dann: Gratuliere!
...poste ich noch einen Schaltplan.
Das wäre nett.
wondalfo
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So, 14.02.16, 15:08

So hier die Schaltung.
LED Fader NE555 Schaltung.png
Viele Grüße Wolfgang
willwf
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Di, 16.02.16, 10:59

ann kann ich das besser beurteilen.

Edit : unzulässiger Link wurde entfernt.
mershadies
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Sa, 17.04.21, 00:22

Moin moin, ich hoffe mir kann jmd weiterhelfen. Leider bin ich absoluter Anfänger und knobel nun schon seit längerem an dieser Schaltung.
Mein Plan: Mit 4 CR2450 Knopfzellen (12V) sollen 4 Reihen mit je 3 smd Leds (3,2-3,4V) ein- und ausfaden. Leider funktioniert das ausfaden nicht. Der Spannungsabfall an den leds ist zu gering. An einer led gemessen 3,3V-3,5V. Die Kontroll led blinkt.
Es ist egal welche Widerstände ich ändere, der Spannungsabfall bleibt in jedem Fall gleich interessanterweise.
Die Spannung an den Knopfzellen schwankt ebenfalls leicht im Bereich zwischen 14,7 - 15V.
Beste Grüße
Borax
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Sa, 17.04.21, 19:27

Gleiche Frage: Welche Schaltung hast Du genau verwendet? Mit welchen Bauteilen? Li-Knopfzellen sind leider sehr instabil in der Spannung. Die haben einen sehr großen Innenwiderstand. Das kann bei dieser Schaltung zu Problemen führen.
mershadies
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Sa, 17.04.21, 22:22

Erstmal vielen Dank für die Antwort :)
Also, ich hab wie Wolfgang auch den IRLZ34N verwendet und diese Schaltung nachgebaut: download/file.php?id=20698&mode=view
Nur mit dem Unterschied, dass ich nicht 5 Reihen, sondern nur 4 mit je 3 leds habe. Die technischen Daten der Leds:
Bauform: PLCC2 (1210) 3528
Leuchtfarbe: pink
Farbtemperatur: n/a
Spannung: 3,0-3,4V
Strom: 20mA
Die Potis habe ich durch zwei 33k Widerstände ersetzt. R1 hat 330k, R2 hat 220k, R3 hab ich weggelassen, R4 hat 2,4k.
Ich hab mit verschiedenen Werten experimentiert, aber außer unterschiedlichen Helligkeiten hat sich nichts verändert.
Borax
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So, 18.04.21, 10:49

Ich schau mal ob ich da heute nachmittag dazu komme, das mal zu simulieren. Aber wie ich schon befürchtet hatte, sind die Li Zellen denkbar ungeeignet. Laut Datenblatt: https://www.google.com/url?q=https://pr ... 9jUyTmxxwO liegt der maximale Entladestrom bei 1mA. Viel zu wenig für die 20 mA LEDs. Müssen es unbedingt diese Zellen sein?
mershadies
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So, 18.04.21, 12:43

Ich hab mit den Zellen angefangen, weil es die einzigen sind die aufgrund ihrer flachen Bauweise in die Basis meiner Miniaturen passen (warhammer). Und damit leuchten die leds ganz wunderbar. Aber da ist nur eine Zelle verbaut, weil nur eine led betrieben wird.

(Ohne vorwiderstand ist mir eine an dem selbstgebauten 12V Batteriehalter auch schon durchgebrannt :( )

Der 12Volt Batteriehalter passt gut in einen Panzer und lässt noch Platz für die Elektronik. Daran können auch die led Reihen betrieben werden, der Effekt des Fadens wäre das i Tüpfelchen
Zuletzt geändert von mershadies am So, 18.04.21, 13:32, insgesamt 1-mal geändert.
Borax
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So, 18.04.21, 13:18

Vielleicht gibt es da auch welche, die tatsächlich mehr Strom abgeben können. Ich habe ja nur das erste verfügbare Datenblatt angeschaut.
Ohne vorwiderstand ist mir eine an dem selbstgebauten 12V Batteriehalter auch schon durchgebrannt
Hast Du da wirklich eine LED direkt an die 12V angeschlossen? In dem Fall kann es natürlich sein, dass die Spannung der Knopfzellen auf ca. 4V zusammengebrochen ist sie dann aber (kurzzeitig) auch 50mA abgeben können, was natürlich zum durchbrennen reicht.

In der Simulation funktioniert es sogar mit den angegebenen Werten. Allerdings mit einem maximalen Strom von 0.2mA. Da sind die LEDs aber sehr dunkel. Bei 2.4K (=LED Vorwiderstand R4) fließt da ja (ohne Mosfet) maximal 1,8mA wenn wir von einer LED Spannung von 3.2V ausgehen und 14V Eingangsspannung (Du hast ja sogar 14,7 - 15V Betriebsspannung und 3.3-3.5V LED-Flussspannung gemessen - dann ist der Strom noch kleiner). Du könntest auch mal die Spannung an R2 und R4 messen (jeweils Max und Min) und hier posten. Dann kann ich das mit der Simulation vergleichen. Möglicherweise musst Du R2 stark verkleinern (z.B. auf 120K), damit die Spannung am Gate klein genug wird.
Bist Du sicher, dass Du den Mosfet richtig angeschlossen hast?
mershadies
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So, 18.04.21, 20:13

Steckbrett.jpg
Steckbrett.jpg (334.04 KiB) 6786 mal betrachtet
Ok, mein (billiges) Multimeter hat zwischenzeitlich aufgehört etwas anzuzeigen, sodass ich die 9v blockbatterie getauscht habe. Ich weiß nicht ob es daran lag, aber jetzt zeigt es mir andere Werte an.

Die Spannung an den Zellen ist 11,46 - 11,62V. An einer led 2,62 - 2,64V.
R2 ist 4,0 - 7,4V. R4 ist 2,4 - 3,5 wobei der niedrige Wert extrem kurz angezeigt wird und der höhere deutlich länger.

Ich denke schon das ich das mosfet korrekt angeschlossen habe. Drain an die leds, gate an R2 und source über R4 an Masse.
Borax
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Mo, 19.04.21, 18:02

R4 ist 2,4 - 3,5
dann fadet ja doch was. :D
R2 ist 4,0 - 7,4V.
Wie erwartet zu viel. Wie gesagt, R2 massiv verkleinern. Da sollte die Spannung bei etwa 2-4V liegen.
mershadies
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Mo, 19.04.21, 18:55

Joa da fadet auch was, aber da muss man sich ganz genau den led Schein im dunkel angucken um das zu sehen :)

Ok, ich hab R2 auf 82,2k verkleinert. Aber die Spannung an R2 ist exakt die gleiche geblieben.

Der winzige fade effekt hat sich auch nicht verändert.
Borax
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Mo, 19.04.21, 20:48

Dann einfach noch weniger... In meiner ersten Testschaltung hatte ich 62K. Kann sein dass Du bis 33k runter musst..Einfach ausprobieren. Da kann nichts kaputt gehen.Ggf. musst du dann halt auch R4 verkleinern, wenn es zu dunkel wird
mershadies
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Di, 20.04.21, 12:07

Ich hab es mit 56k+5,5k zusammen (und niedriger)versucht, allerdings hörte dann die Kontroll led auf zu blinken und die Spannung war konstant. Woran liegt das?
mershadies
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Di, 20.04.21, 15:32

Auch mit 33k leider kein blinken oder Faden.
Borax
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Di, 20.04.21, 17:37

Dann stimmt was nicht. Was passiert, wenn du R1 entfernst und R2 auf z.B. 56 K lässt?
mershadies
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Di, 20.04.21, 17:48

Die led Reihen sind an, die Kontroll led auch, ohne faden. 3,52v an R4. R4 ist 5,5k. 6,76v an R2.
Borax
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Di, 20.04.21, 17:55

Da ist was oberfaul. Entweder ist der Mosfet kaputt, oder falsch angeschlossen. Wenn das Gate des Mosfets über einen Widerstand nur mit Masse verbunden ist, sperrt der komplett. Da darf nichts mehr leuchten.
mershadies
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Di, 20.04.21, 18:02

Hab den mosfet getauscht. Jetzt blinkt es wieder. Spannung an R2 4,2 - 7,4 ca.
R3 einbauen und R2 verkleinern?
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