Neulingsfragen bezüglich Stromversorgung

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

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-Loki-
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Di, 08.12.09, 21:25

Hallo Leute,
ich habe vor die Sternzeichen meiner Freunde mit LED´s darzustellen.
Für dieses Projekt habe ich mir diese http://www.leds.de/Standard-LEDs/LEDs-3 ... -3-1V.html LED´s ausgesucht.

Jetzt hatte ich vor immer 3 in Reihe zu schalten ohne Vorwiederstand, oder wenn benötigt 2 bzw. 1 in Reihe mit 220 Ohm bzw. 470 Ohm Vorwiederstand zu schalten.

Als Spannungsversorgung wollte ich 9V-Blockbatterien verwenden.

Jetzt kommen meine Fragen:
1. Geht das mit den 3 LED´s in Reihe? Weil in der Summe komme ich ja dabei auf 9,3V.
2. Wie hoch dürften die Helligkeitsunterschiede zwichen den einzelen Schaltungen ausfallen? Oder ist das nicht wirklich merkbar.
3. In einem Fall hätte ich 15 LED´s an einer Baterie hängen. Geht das überhaupt bzw. wie lange würde die Batterie in dem Fall ca. halten?

Gruß
Marc
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Sailor
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Di, 08.12.09, 21:42

Der Spannungswert auf Batterien oder Akkus ist der typische Wert.

Der reale Wert sieht etwas anders aus: es gibt eine Differenz zwischen Akku voll/Batterie neu und Akku leer/Batterie leer.

Aufgrund dieser Differenz werden die LED´s zunächste schnell etwas dunkler, dann langsam bis sie fast erlöschen.

Ohne Steuerung des Stromes durch einen Widerstand ist dieser Effekt sehr stark, je größer der Widerstand ist, desto schwächer wird er. Er bleibt allerdings immer erhalten.

Vermeiden lässt er sich nur mit einer Konstantstromquelle, abschwächen durch die richtige Wahl von Akku-Typ und Widerstand.

Wie viele LED´s sollen es werden und wie lange sollen sie leuchten?

Damit herzlich Willkommen im Forum!
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Di, 08.12.09, 21:51

3 weiße LEDs an 9V: zwar wird man noch was leuchten sehen, aber die Helligkeit ist dann sehr viel dunkler als normal, da i.d.R. bei weitem nicht der normale Strom fließen kann. Geht also NICHT wirklich.

Aber eine 9V-Batterie ist übrigens ganz generell mal die völlig falsche Energiequelle für (fast) egal was, da überproportional teuer und für ihre Größe ist unterproportional Energie drin, man hat hier also alle Nachteile, die niemand will beisammen!

Nimm 3 Akkus und Schalte die LEDs parallel, dann je einen Vorwiderstand pro LED oder wenn alle aus der gleichen Charge (NICHT gleichen Lieferung/gleichem Tütchen, das Dir geliefert wird) kommen, dann kann man sie auch parallel schalten und einen Widerstand für alle nehmen, sollte den jedoch so berechnen, dass man mit ca. 10-20% ausgefallenen LEDs kalkuliert, damit falls wirklich eine LED ausfällt die anderen nicht unzulässig viel Strom abbekommen. Außerdem sollten die Temperaturen der LEDs nur wenige °C voneinander abweichen, dennsonst bekommt die wärmste fast allen Strom ab, da die Vorwärtsspannung von LEDs bei Erwärmung sinkt.

Als Akkus solltest Du LSD-Akkus und da am besten eneloop-Mignon-Akkus (http://www.eneloop.de) benutzen, da hast Du außer die letzten 15-20% Entladekapazität nie unter 1,25 Volt und direkt nach dem Laden auch nur 1,55 V, die nach einigen Stunden bis einem Tag auf 1,35V fallen. Außerdem halten die ihre Kapazitätsangabe, die draufsteht auch ehrlich und dauerhaft ein. Außerdem entladen sich sich nach 10% im ersten Monat danach nur noch ca. 10% pro JAHR! (Viele andere NiMH-Akkus sind nach nur 3 Monaten rumliegen fast komplett leer.)

2000 eneloop-mAh-Stunden sind real mehr als das doppelte von gelogenen "3500" mAh anderer Hersteller, die z.T. frei erfunden sind (real oft nur 1000 mAh, noch dazu hohe Selbstentladung).
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Mi, 09.12.09, 01:21

Danke schonmal für die Antworten.
Ein Netzteil währe natürlich die beste Lösung. Nur will ich 10 Stück von den Sternbildern bauen und da sprengen Netzteile auf jeden Fall den finanziellen Rahmen. Ein Anschluß für ein Netzteil ist zwar vorgesehen, aber ich wollte das Dingen auch autonom betreibbar machen. Da schien mir ein 9V-Block am besten. Weil ich wüsste jetzt gar nicht auf anhieb wie ich ein "Batteriekasten" für 3 1,5er Batterien bzw Akkus umsetzen sollte. Beim 9V brauch man ja einfach nur den Anschlußklip. Außerdem war nur ein Budget von ca. 10€ pro Einheit vorgesehn. Wovon ja schon fast die Hälfte für die LED´s drauf geht. Und ich dachte wenn 2 AAA Baterien es schaffen 3 LED´s ca 48 Std. in dauerbetrieb zu halten, sollte das ein 9V-Block mit 15 LED´s ja wohl so 12 Std schaffen.

Wie ich schon geschrieben hatte hängen bei einem Sternenbild je nach dem welches es ist 6-15 LED´s dran. Zur Leuchtdauer habe ich mir keine konkreten vorstellungen gemacht weil ja ein Netzteilanschluß vorgesehen ist, es sollte aber nicht nur ne stunde leuchten.
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unoptanium
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Mi, 09.12.09, 05:53

Moin.


Da bin ich mal wieder...

Also 9V Blöcke laufen in der Regel auch sehr schnell aus, wenn man keine Markenware verwendet.
Und gute Blöcke kosten etwa 2...5 EUR pro Stück. preiswert wäre da akkutop.de auch
für eneloop akkus.

Hmm was ist denn mit dem shop los? Und was mit Lumitronix.de?

Also Netzteile kosten in etwa 5 EUR pro Stück, man kann aber noch die preiswertere Variante
nehmen: Handy-Ladegeräte aus der "Bucht" Wenn die zu keinem brandaktuellen Handy gehören,
bekommt man die schon für 1,50 oder so und die sind klein, leicht und haben zwischen 5 und 8V.


Gruß, unoptanium
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Sailor
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Mi, 09.12.09, 08:07

Nehmen wir den 9 Volt-Block mit gut gerechneten 600 mAh an, dann ergibt sich bei 10 LED´s, jeweils 2 in Reihe mit Vorwiderstand) eine Leuchtdauer von

600 mAh / (5 Reihen x 20 mA pro Reihe) = 6 Stunden

Zum Anschluss des Netzteils musst Du unbedingt eine Buchse mit eingebautem Schalter nehmen, der den 9 Volt Block bei Netzbetrieb automatisch von der Schaltung trennt.
bretti_kivi
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Mi, 09.12.09, 08:28

4xAA batteriehalter kosten auch nicht die Welt...nämlich €0,30 von Reichelt.

Bret
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Mi, 09.12.09, 09:20

Also sorry, aber das ist doch sehr kurzsichtig gedacht. Wie schon genannt ist die Leuchtdauer mit Batterie sehr kurz und dann ist ja schon ca. der halbe bis ganze Preis eines Netzteils für eine neue 9V-Batterie fällig...
Außerdem kann ich nach meiner Erklärung oben nicht nachvollziehen, wie man einen 9V-Block immer noch auch nur in ansatzweise Erwägung ziehen kann. GERADE wenn es nicht teuer werden soll, ist eine 9V-Batterie das "falscheste", was man machen kann!

Absteigend nach Kosteneffizienz:

1.) Netzteil (Leuchtdauer "ewig", Energiekosten sehr gering)

2.) Mignon-Akkus (Leuchtdauer "sehr lang", Ernegiekosten sehr gering)

3.) mit WEITEM Abstand teuerste Variante: 9V-Batterie (Leuchtdauer "lächerlich", Energiekosten extrem hoch)

Ideal sind 3 Mignon-Akkus, aber das erfordert auf jeden Fall ein Ladegerät, das Einzelzellen laden kann, das BC700 von Reichelt oder amazon ist da sehr gut geeignet und kann auch alles was man sich wünscht (Akkus ausmessen, wiederbeleben, etc.) Und günstiger bekommt man was ähnlich brauchbares definitv nicht.

Batteriehalter 3x AA geschlossen * Batteriehalter mit Druckknopfkontakten * Netzteil 3-12V / 600 mA * Netzteil 5V/1A * eneloop-Akkus * Ladegerät

Akkus und Ladegrät hat auch Reichelt, Ladegerät evtl. sogar günstiger, aber die Akkus sind bei reichelt nicht so günstig zu bekommen, wie bei Amazon.
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Do, 10.12.09, 22:10

OK.
Habe mich bei Reichelt mal umgesehen. Wenn ich das richtig sehe komme ich ja mit denn 3 AA Akkus/Batterien auf 4,5V.
Das heißt also das ich jede einzelne LED mit einen Vorwiederstand versehen muß. Ich komme da auf einen 100 Ohm Wiederstand.
Ist das soweit korekt? http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICL ... ROVID=2402 Das Sollte ja als Schalter ausreichen, oder? Und noch eine letzte Frage: sind das http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICL ... ROVID=2402 die richtigen Buchsen für ein Netzteil?

Sorry für die in euren Augen wohl blöden Fragen, aber da ich mich zum erstenmal mit LED´s beschäftige frage ich lieber nach bevor mein erstes Projekt direkt in die Hose geht.

Gruß
Marc
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Fr, 11.12.09, 07:36

Besser wäre eine Einbaubuchse/Einbaustecker mit Schaltkontakt (z.B. dieser Typ von Conrad, bei Reichelt habe ich sie nicht gefunden).

Damit wird beim Einstecken des Netzteils der Akku automatisch getrennt und man vergisst nicht umzuschalten.

Welche genau hängt vom Netzteil ab.
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Di, 15.12.09, 01:02

So habe jetzt alle Teile beisammen bzw. sie sind auf den Weg zu mir. Von daher nochmal danke für eure Hilfe
Ich werde dann auch ein paar Bilder vom Ergebnis hier posten.

@Sailor:
Habe mir deinen Rat zu herzen genommen und die Buchsen von Conrad genommen. Nur komme ich mit denen noch nicht so ganz parat. Dachte das die auf Grund des Schaltkontaktes 4 Anschlüsse haben. Sind aber nur 3. Klar einmal Plus und einmal Minus aber wie funktioniert das mit dem Wegschalten vom Batteriefach beim einstecken des Netzteiles und wie hängt das mit dem dritten Anschuß zusammen? Das Datenblat was zu der Buchse bei Conrad bereitsteht hat mir da leider auch nicht weiter geholfen. Über eine kurze beschreibung wie das geht oder einen Schaltplan wie der angeschlossen werden muß würde ich mich sehr freuen.

Gruß
Marc
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Di, 15.12.09, 10:24

Hier ist das Prinzip besser zu erkennen.

Auf Pin 3 kommt Akku Minus,
auf Pin 5 Minus zur Schaltung
auf Pin 7 Plus von Akku und zur Schaltung

Je nach Belegung des Netzteils ist Plus und Minus umgekehrt (Symbol auf dem Netzteil beachten!).
Wenn kein Netzteil eingesteckt ist, besteht eine Verbindung von Pin 3 zu Pin 5, Der Akku ist mit der Schaltung verbunden.

Wird ein Stecker vom Netzteil eingesteckt, wird die Verbindung von Pin 3 zu Pin 5 unterbrochen und damit die Spannung vom Akku, dafür liegt jetzt die Spannung vom Netzteil über beide Kontakte an der Schaltung an.
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