LED-Streifen mit 9V bertreiben

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Moderator: T.Hoffmann

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LED-Lu
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Fr, 23.08.19, 18:36

Hallo liebe LED-Spezis,

ich möchte für einen alten Werkzeugwagen (wo Flaschen angeleuchtet werden sollen) zwei LED-Streifen (links und rechts) anbringen.
Folgende Eigenschaften:

- 2 LED-Streifen (pro Schiene (30cm nutzbare Länge) 1 Streifen)
- Farbtemperatur: ca. 2600K
- Aktuell rechne ich mit 10 LEDs (vermutlich SMD)/Streifen
- Spannungsquelle: 9V Blockbatterie (da das ganze mobil sein sollte)

Ich habe eine grobe Schaltung aufgebaut, leider ist die Last schon bei 10LEDs so groß, dass nur ein paar hundert nA fließen und das ist einfach viel zu wenig, brauche ich hier keinem erklären:
circuit-20190823-1919.png
circuit-20190823-1919.png (33.01 KiB) 541 mal betrachtet
circuit-20190823-1919 (1).png
circuit-20190823-1919 (1).png (34.24 KiB) 541 mal betrachtet
Bisher verbaut habe ich:
1 x 9V-Blockbatterie
1 x 25 kOhm Potentiometer (im Bild auf geringstem Wert von R1)
2 x 47 kOhm Widerstände
1 x 470 Ohm Widerstand
1 x Transistor mit einem 500er Verstärkungsfaktor (bspl. BC548C oder BC558C, - Achtung, in der Simulation kann ich nur den Verstärkungsfaktor abbilden)
10 x LEDs Standard (also vermutlich keine SMDs)


Folgende Ideen habe ich noch auf "Lager":

1. Noch einen Transistor verbauen (nicht als Darlington-Schaltung sondern als Sziklai-Schlatung)
2. 2 x 9V in Reihe schalten um mehr Leistung zu generieren

Vielleicht mache ich auf einfach nur einen Denkfehler, bei LEDs und deren Werte kenne ich mich noch nicht so gut aus...

Vielleicht kann jemand helfen, auf bald!

LED-Lu
dieterr
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Sa, 24.08.19, 20:23

Ich befürchte du hast mehrere Denkfehler:
- sind im LED-Streifen wirklich alle LEDs in Serie?
Wenn ja, brauchen die grob mindestens 3Vx10 = 30V Mit 3 Blockbatterien könnte es vielleicht klappen (bis die Spannung der Batterie zurückgeht)
- Wie hell soll das ganze sein, sprich wieviel Strom soll fließen? 13mA wie in der Simulation? Dann sind die Batterien (alle 3 !) spätestens nach 42h total leer. Für eine Beleuchtung sind die 13mA vermutlich zu wenig, ergo sind die Batterien noch schneller Leer.
- Was soll die Basisbeschaltung des Transistors? Wozu Poti und Spannungsteiler? Wenn das ganze auch noch dimmbar sein soll, ist das bei Batterieversorgung keine gute Idee, weil extrem ineffektiv.

Mein Vorschlag, um es so einfach wie möglich zu halten: 12V LED-Streifen, 18V Li-Ion Pack plus Step-Down-Konverter.

PS: Akku-Pack sollte wenn möglich mit Tiefspannungsabschaltung haben
LED-Lu
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Sa, 24.08.19, 21:36

- sind im LED-Streifen wirklich alle LEDs in Serie?
In der Tat habe ich einen Denkfehler gemacht, diesen habe ich schon bemerkt - die LEDs sind standardmäßig in Serie und danach parallel geschaltet. Demnach fällt schon mal ein großer Teil der Last weg, meine Schaltung müsste dann bisher wie folgt ausschauen:
circuit-20190824-2226.png
circuit-20190824-2226.png (47.47 KiB) 516 mal betrachtet
Das Potentiometer ist aktuell ein 4,7kOhm-Poti und ist im Bild auf R1: 23,5 Ohm & R2: 4,677 kOhm eingestellt.
- Wie hell soll das ganze sein, sprich wieviel Strom soll fließen?
Die Helligkeit soll man eben über das Poti (mit integriertem ON-OFF-Schalter) regeln können, es soll leicht sichtbar scheinen aber nicht hell wie ein Suchscheinwerfer sein..eben dezent unauffällig (Schätzungsweise 100-150Lumen)

Die Streifen werden auch nur im Wunschfall eingeschaltet, es gibt also keine Dauernutzung dieser. 42h Laufzeit sind demnach okay denke ich. Bspl. Nutzung:
1.Tag: 2h
2.Tag: 3h
3.Tag: 0h
4.Tag: 3h
5.Tag: 2h
6.Tag: 1h
7.Tag: 2h
usw.
- Was soll die Basisbeschaltung des Transistors? Wozu Poti und Spannungsteiler?
Transistor und Spannungsteiler entfällt.

Dieterr, deine Idee ist gut, danke dafür.
Ist es also gar nicht möglich eine 9V (oder 2 x 9V in Serie) Blockbatterie für die schwache Beleuchtung von 2 x 30cm Streifen zu nutzen?
Bspl.Produkt: https://www.led-konzept.de/LED-Streifen ... nschluesse
oder mehr Leistung: https://www.led-konzept.de/Zick-Zack-LE ... nschluesse

Ursprünglich dachte ich, man könnte einen 9V-Block nehmen, Poti dazwischen, die Streifen anschließen und fertig aber dass es so kompliziert wird, wusste ich nicht...:(
Wenn Akkupack, dann welche zum einzeln aufladen, bspl. https://www.akkushop.de/de/varta-ready2 ... mah/?c=879

davon dann 2 x 4erPacks und ich habe 9,6V und (in der Theorie) ausreichend Kapazität (16.800 mAh)

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Update: Ich hätte noch eine sparsamere Variante: https://www.led-konzept.de/LED-Streifen ... nschluesse
Achtung, dazu passt obige Schaltung nicht mehr!

Dreisatz:
30LEDs/100cm - 9LEDs/30cm
bei 12V: 2,4W/100cm - 0,072W/30cm
bei 12V: 0,2A/100cm - 0,060A/30cm

Skaliert auf meine 9V:
0,08A/30cm - 0,16A/2 x 30cm (logischerweise minimal dunkler das Ganze weil 9V und keine 12V)

Nehme ich also einen diesen Blockakku (https://www.akkushop.de/de/320mah-9v-li ... -9v/?c=803) müsste ich ca. 2h auskommen (oder 4h wenn ich 2 Blöcke in Serie schalte)

oder noch besser die AA Mignons von oben (1,2V, 2100mAh) dann müsste ich ca. 4,6Tage auskommen oder habe ich wieder einen Denkfehler?
bei 9,6V, ausgehend von den 2,4W/100cm bzw. 0,72W/30cm: 0,075A/30cm
16.800mAh / (2 x 0,075A) = 111h = 4,67Tage

2 x 0,075A = 0,15A bei 9,6V und 2 x 30cm Streifen
16800mA / 150mA -> 112h -> 4,67 Tage..sagen wir also 4 Tage um sicher zu sein...
dieterr
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So, 25.08.19, 08:42

Bring deiner Simulationssoftware mal bei, dass über eine weiße LED 3,5V abfällt, nicht nur ~1,7V. Wenn das nicht geht, musst du immer 2 anstatt 1 nehmen (2x1,769 = ausreichende genau 3,5V).

Hast du die Streifen schon?
LED-Lu
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So, 25.08.19, 14:32

Ich fürchte, das wird nix mit der Software - habe sowieso das Gefühl, dass sie nicht 100% von der Realität ausgeht...Ich richte mich nicht mehr nach den sim. Werten sondern rechne lieber selber...Folgendes Bild gibt die Sim mir aus, wenn ich 2LEDs direkt schalte:
circuit-20190825-1525.png
circuit-20190825-1525.png (50.45 KiB) 497 mal betrachtet
Hast du die Streifen schon?
Nein, ich wollte erstmal eure Meinung dazu einholen.
Mein aktueller Stand wäre, dass ich 2 x 50Cm der 2,4W Streifen hole.
Die Quelle wird dann aus 8 x 1,5V AA Akkus oder 2 x 9V Blockakkus erstellt und entsprechend in Serie geschaltet.
Favorit sind aktuell die 8 x 1,5V Akkus da ich bisher keine 9V Blockakkus mit ausreichender Kapazität gefunden habe.

Dann muss ich mir noch was zum dimmen überlegen...Was meint ihr zu der Idee??
dieterr
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So, 25.08.19, 17:54

Fütter in der Software jetzt mal 12V vorne rein.

Eine (schlechte) LiIon 18650 hat ~3,7V, 2000mAh, ersetzt also 3 AA. 3 Stück davon könnten reichen für einen 12V-Streifen.

Dimmen brauchst du erst, wenn die LEDs zu hell sind. Ist bei 2,4W/m imho eher nicht zu erwarten.
LED-Lu
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So, 25.08.19, 20:33

Hallo Dieterr,

danke für den Tipp - ich habe diese 18650er LiIonen-Akkus gefunden: https://www.reichelt.de/industriezelle- ... 53361.html?

3,6V
2600mAh

in Verbindung mit diesen Haltern:https://www.reichelt.de/batteriehalter- ... dr::253361

Die Akkus würde ich dann in Reihe schalten, also ca. 10,8V und 7800mAh
Dieses Akkupaket würde ich dann direkt an die beiden Streifen á 30cm binden - parallel, siehe Schaltung:
circuit-20190825-2041.png
circuit-20190825-2041.png (46.74 KiB) 490 mal betrachtet
Ich habe nur auf deine Bitte hin, die doppelte Anzahl an LEDs eingebaut um die Realität besser darzustellen...

Ich fasse zusammen:
Spannungsquelle: 3 x 18650er LiIonen-Akkus (3,6V & 2600mAh, kum. 10,8V & 7800mAh)
https://www.reichelt.de/industriezelle- ... 53361.html?

Litzen, 0,14mm² sind für einen max. Strom von 3A ausgelegt - sollte also reichen.

Halter: 3 x https://www.reichelt.de/batteriehalter- ... dr::253361
Für die Serienschaltung der Akkus.

LED-Streifen: https://www.led-konzept.de/LED-Streifen ... nschluesse
2 x 30cm á 9LEDs
2,4W, 100-150lm

- kein Potientiometer

Berechnung:
30LEDs/m bei 2,4W/m
2,4W/30 = 0,08W/LED (ca, die Vorwiderstände ignoriere ich einfach mal bei (ich glaube) 150 Ohm )
Nun habe ich 2 x 30cm Streifen, 2x3x3 = 6 x 3er-LED-Serienpaket, also 18 x 0,08 = 1,44W für beide Streifen (oder 0,72W/Streifen á 30cm)
Demnach gilt
1,44W / 10,8V = 0,1333A = 133,3mA
7800mAh / 133,3mA = 58,5h = 2,44Tage Dauerleuchten (soviel zur Theorie)


soweit alles plausibel und korrekt hoffe ich...
Frage:
- Ist eine Sicherung zwischen Spannungsquelle und LED-Streifen notwendig?
- Kann ich den Strom aus den Akkus irgendwie begrenzen? oder ziehen sich die Streifen nur so viel wie sie brauchen?
(Ich möchte vermeiden, dass die Akkus "alles geben" und die LEDs ums Leben bringen...)
- Die beiden Streifen - schalte ich doch parallel oder?


Grüße
BMK
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So, 25.08.19, 21:54

Ich fasse zusammen:
Spannungsquelle: 3 x 18650er LiIonen-Akkus (3,6V & 2600mAh, kum. 10,8V & 7800mAh)
Doppelt kumuliert ist daneben.

3 x 18650 3,6V 2600mAh in Reihe ergibt 10,8V 2600mAh
3 x 18650 3,6V 2600mAh parallel ergibt 3,6V 7800mAh
9 x 18650 3,6V 2600mAh 3S / 3P ergibt 10,8V 7800mAh

Und daran denken:
3,6V ist nur die gemittelte Nennspannung des Akkus.
- Vollgeladen hat er 4,2V
- Entladen hat er nur 2,75V
In der Praxis kann man bei 3V mit dem Entladen Schluss machen.
Die 2% Restkapazität unterhalb 3V lohnt nicht und die Zelle dankt es mit längerer Lebensdauer.

Hier noch eine günstige Bezugsquelle für Akkus:
https://www.nkon.nl/rechargeable/18650- ... -4-8a.html
Habe ich selbst schon mehrfach bestellt. Einwandfreie Ware in Topqualität.
LED-Lu
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Mo, 26.08.19, 16:36

Ok, nun stell sich mir die Frage was wichtiger in diesem Fall ist - Kapazität oder Versorgungsspannung?

Außerdem noch meine Fragen aus dem letzten Beitrag:
- Ist eine Sicherung zwischen Spannungsquelle und LED-Streifen notwendig?
- Kann ich den Strom aus den Akkus irgendwie begrenzen? oder ziehen sich die Streifen nur so viel wie sie brauchen?
(Ich möchte vermeiden, dass die Akkus "alles geben" und die LEDs ums Leben bringen...)
- Die beiden Streifen - schalte ich parallel oder?

Danke vorab für die Hilfe!
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