merkwürdiges Verhalten

[kobidror]

Hallo allerseits. Ich poste mein Problem mal hier, weil es mein erstes Projekt war. Ich hab mir hier im Forum lesenderweise viel Infos und Inspiration geholt. Dafür schon mal meinen Dank. Nun brauche ich aber selbst Hilfe...

Ich habe folgendes Problem: Ich habe mir eine Deckenlampe gebaut, die indirektes Licht abgeben soll. Durch steinaltes Lot habe ich beim Löten eine LED verbrannt, daher habe ich also 59 3mm LEDs mit vorgelöteten 470Ω Widerständen. Die technischen Werte sind Standard: 3V und 20mA pro LED. Zuerst habe ich ein zu schwaches Netzteil genommen (840mA) und es überlastet. Die Folge: Netzteilausfall. Nun habe ich das passende (1250mA), was aus meiner Sicht ausreichend ist. Allerdings habe ich jetzt das Phänomen, dass sich nach dem Einschalten mal alle LEDs anschalten oder nur ein Teil. Sollten sich alle LEDs anschalten, dann fallen Gruppen von ihnen auf einmal aus. Ich habe ein paar Bilder gemacht, wie es aussehen sollte und die hoffentlich mein Problem zeigen. Außerdem habe ich mit Paint mal einen Schaltplan für eine einzelne LED gezeichnet. Alle LEDs sind parallel am 12V LED Trafo angeschlossen.

Was ich möchte, ist, dass alle LEDs leuchten und zwar dauerhaft Liegts am Aufbau oder am Netzteil?

Die langen Striche unten sind die parallelen Stromleitungen. Jede LED ist so an den Stromkreis angeschlossen.

schaltung.jpg (4.94 KiB) 10523 mal betrachtet

Sollte die LED in der Schaltung falsch eingezeichnet sein, bitte ich das zu entschuldigen. Physik ist schon etliche Jahre her. Der Widerstand ist immer an der Anode verlötet und sie funktionieren auch im Einzeltest.

So sollte es eigentlich überall aussehen.

Hier fällt mal eine Gruppe aus 7 LEDs aus. Alle zur selben Zeit. Und sie funktionieren auch, da sie immer mal wieder angehen.

Hier nochmal mit Blitz, damit man das Dilemma sieht.

So kann es auch mal aussehen.

Wie gesagt, ich bin ratlos. Es fallen auch mal mehr als die im letzten Bild zu sehenden LEDs aus, so dass nur ungefähr ¼ der installierten LEDs leuchten.

[FreddyFrinton]

Hallo, also das Netzteil scheint mir noch gerade ausreichend zu sein. Ich würde hier mal aufs Lötzinn setzen. Du schreibst es sei steinaltes Löt, dann kann sich mit der Zeit auch das Löt etwas verändern und bringt dann keine richtigen Kontakte mehr zustande. Daher vermute ich bei dir einfach kalte Lötstellen an den LEDs.

[kobidror]

Ähh, da muss ich gleich mal korrigierend eingreifen. Also mit dem steinalten Lötzinn habe ich nur eine LED verbrannt. Danach hab ich mir neues Lot geholt und auch nur dieses verwendet. Wie gesagt, wenn ich die Lampe abmontiere und mit nem 12V Netzteil da rangehe, dann funktioniert das auch - dauerhaft.

[schlosshund]

Was hast du denn in der Lampe selber für ein Netzteil drin? Kannst du hier mal die Daten posten? Vielleicht ist das Gerät ungeeignet, was mich aber wundern würde, denn einen solchen partiellen Ausfall könnte ich mir da nicht mehr erklären.

Wenns im abgehängten Zustand alles geht, dann verbau doch das Netzteil, was du da nimmst in der Lampe? Geht das nicht auch?

[kobidror]

Das Testnetzteil ist ein Steckernetzteil. Die Lämpe hängt an der Decke und folglich an normalen 230V.

Das verbaute Netzteil ist dieses.

[schlosshund]

Ich hätte in diesem Bereich (59 Leds á 20mA = 1,18 Ampere) lieber ein Gerät mit 1500mA max. Strom. Man sagt so gern 10% Reserve sollte man einkalkulieren, dass wären dann bei 1,18A hochgerechnet 1,31 Ampere... Aber das würde nicht die Teilausfälle erklären.

Kalte Lötstellen kannst du ausschließen, wenn es im abgehängten Zustand ohne Probleme alles leuchtet. Vielleicht werden die Leitungen in der Lampe unglücklich gebogen -> Wackelkontakt vielleicht?

[kobidror]

An einen Wackelkontakt hatte ich zuerst auch gedacht. Dem wiederspricht aber, dass die gezeigten 7 LEDs auf einmal ausfallen und zwar gleichzeitig. Dann müssten ja an allen 7 Lötstellen dieselben Fehler auftauchen. Wenn ich so präzise löten könnte, dass ich 7x denselben Fehler einbauen kann

Edit: Ich werde das Ding demnächst mal abhängen und ein Bild vom Innenleben posten. Und dann auch mit dem Steckernetzteil.

[schlosshund]

Vielleicht sind es einfach Zufall-Leds? Die gehen halt mal an durch Zufall oder halt auch mal nicht Was passiert denn, Lampe abmontieren an Testnetzteil anschließen, wenn du dann an den Leitungen mal überall etwas rumrütelst? Tut sich da was? Gehen dann die Leds teilweise aus, dann hättest den wackler drin. Die Wahrscheinlichkeit, dass man das 7 mal macht ist zwar unglaublich klein, aber durchaus möglich

[Ronald90]

Schon dran gedacht, dass die LEDs eventuell fehlerhaft sein könnten? Es gibt manchmal LEDs mit Bonding Fehlern, die können dann quasi zufällig sperren. Wenn du ein paar solche LEDs hast könnte ein solcher Effekt zufällig auftreten.

[kobidror]

Hm, dass würde bedeuten, dass von den 59 LEDs maximal 42 (das war die größte "Dunkelheit" bisher) fehlerhaft wären. Zumal das nicht alles weiße LEDs sind. 40 sind gelb und 20 weiß. Das halte ich für noch unwahrscheinlicher als die 7 fehlerhaften Lötstellen. Wenns stimmt, kriegt sie der Händler um die Ohren. Wie gesagt, ich werde die Lampe mal abhängen und dann mit dem Steckernetzteil und Funkuhr einen Zeittest machen. Könnte aber dauern, da ich momentan Besuch habe.

[Ronald90]

Stimmt. Du hast ja keine Reihenschaltungen. Bei Reihenschaltungen würde es reichen, wenn eine LED in der Reihe sperrt damit alle ausgehen. Bei dem Aufbau den du hast müssten ja wirklich fast alle kaput sein. Eine solche Schädigung kann übrigens auch durch zu heißes löten auftreten!

[kobidror]

Eine solche Schädigung kann übrigens auch durch zu heißes löten auftreten!

Das wäre ärgerlich, aber ich werde versuchen das durch den Zeittest zu wiederlegen.

Edit: Werden die LEDs durch zu heißes Löten nicht zerstört? Wie geschrieben, habe ich ja eine LED durch altes Lot geröstet. Dann müssten ja alle gerösteten gar nicht mehr gehen, oder?

[ryestone]

Mal unabhängig von dem Fehler, Du hättest da eigentlich immer drei LEDs mit einem gemeinsamen Vorwiderstand für 12 V gruppieren können, wie hier beschrieben (braucht dann nur ein Drittel des Energieaufwands):
viewtopic.php?f=34&t=5363

Ein Bild mit dem Innenlebenm wäre vielleicht mal nicht schlecht.

[CRI 93+ / Ra 93+]

Den Fehler gibt's so eigentlich nicht, dass bei einer parallelschaltung ganze Gruppen IMMER gleichzeitig ausfallen. Es könnte allerdings sein, dass wenn die erste LED dieser Gruppe ausfällt, die Spannung leicht ansteigt und dann die nächste LED ausfällt. So ein Effekt würde sich aber kreuz und quer über alle LEDs verteilen und es müsste schon mit dem Teufel zugehen, wenn dies immer nur zusammenhängende Gruppen beträfe.
Ein Kurzschluss hinter den Widerständen und auch zwischen den Widerständen scheint mir da sehr viel wahrscheinlicher.

Meine Tipps:

Checklist:
-Lötzeit nicht über 3 Sekunden pro LED-Beinchen (anzustreben sind 0,5 bis 1,5 Sek.)
-Elektroniklötzinn verwenden (ich glaube nicht, dass es am Alter des Lots liegt, ich löte immer noch Problemlos mit einer 25 Jahre alten 500g-Rolle, die ich damals beim großen C gekauft habe), denke eher es war evtl. Hartlot
-Auf Kürzschlüsse prüfen


Verbesserungsvorschläge:
-bei 12V immer 3 LEDs in Reihe an einen gemeinsamen Vorwiderstand (wenn Du hier wirklich schon viel gelesen hast, müsstest Du das hunderte Male gefunden haben) --- das reduziert den Verbrauch auf ein Drittel, die derzeitige Effizienz dürfte schlechter sein als bei Halogenlampen
-Für Langlebigkeit Netzteil nur zu max. 70% auslasten
-Für Beleuchtungszwecke sind High-Power-LEDs (mit fettem Kühlköper natürlich) erheblich besser geeignet und günstiger als viele schwache LEDs, die nur für Deko-Zwecke taugen

[kobidror]

Verbesserungsvorschläge:
-bei 12V immer 3 LEDs in Reihe an einen gemeinsamen Vorwiderstand (wenn Du hier wirklich schon viel gelesen hast, müsstest Du das hunderte Male gefunden haben) --- das reduziert den Verbrauch auf ein Drittel, die derzeitige Effizienz dürfte schlechter sein als bei Halogenlampen

Ich habe mich bewusst gegen die 3+1 Anordnung entschieden, denn

-Für Beleuchtungszwecke sind High-Power-LEDs (mit fettem Kühlköper natürlich) erheblich besser geeignet und günstiger als viele schwache LEDs, die nur für Deko-Zwecke taugen

die Lampe ist nur zu Dekozwecken. Sie soll den Raum nicht ausleuchten, nur erhellen. Alle anderen Lampen blenden beim Fernsehen oder verbrauchen zu viel Strom (6m Lichtschlauch ausm Baumarkt - kein LED!)

Beim nächsten Projekt nehme ich die 3+1 Lösung. Allerdings wohl eher 2+1, da ich nur 6v Spannung habe.

[Sailor]

Trotzdem könntest Du 1/3 Strom sparen!

Zum Fehler: Gibt es Kontaktstellen, die nicht alle LED´s bedienen, z.B. Klemmen?

[CRI 93+ / Ra 93+]

Nicht nur 1/3, sondern 2/3 Energie kann man sogar Sparen, wenn man ein 10V-Netzteil und die 3er-Reihenschaltungen nähme, sogar noch mehr. Außerdem gäbe es auch 2/3 weniger Wärme an den LEDs, so dass diese sich wohler fühlen und länger leben --- zumal sie mit 20 mA vermutlich mit dem maximal zulässigen Strom betrieben werden.

Wenn Lampen beim fern sehen blenden, dann hat der Fernsehr vermutlich eine Hochglanz-Oberfläche --- wenn noch möglich, dann am besten umtauschen gegen einen mit matter Oberfläche (Jahrelang haben die Röhren-TV-Hersteller an Entspiegelungstechniken gefeilt, nur damit die Flachbildschirmhersteller uns nun diese Seuche als Glare-/Shine-/Glossy- oder Sonstwas-Marketinggeschwurbel andrehen. Wirklich schlimm, auch bei Net- und Notebooks --- allerdings etwas off-Topic

[Romiman]

Ist ja wohl eher umgekehrt. Die Röhren hatten immer spiegelnde Glasscheiben vorn, (wie die Plasmas jetz auch),
und die allermeisten LCDs sind gottseidank matt.
Der Tipp, den Fernseher zu tauschen, damit die 3mm-LEDs sich darin nicht spiegeln, ist doch hoffentlich nicht ernst gemeint?

Ich würde die Lampe mit den hier genannten Tipps neu aufbauen.
Hier sind sicher kalte Lötstellen, Überbestromungen und Hitze (durch die ungünstige Parallelverschaltung) und dadurch vorgeschädigte LEDs die Ursachen für die Ausfälle. Weiteres "herumdoktern" bringt nichts.
Nochmal neu und sauber anfangen. Wie erwähnt, 3 LEDs in Reihe, am besten die tatsächlichen Ströme messen und die Widerstände sorgfältig berechnen, und die 3er Stränge auf 15 - 19mA laufen lassen, und davon soviel, daß das Netzteil zu etwa 70% ausgelastet ist.
(Diese zu den LEDs oft mitgeliefeten 470 Ohm Widerstände sind meistens unterdimensionierter Mist.)

[Patao]

ich habe ein ähnliches Problem wie der Kollege kobidror.

Ich hab in meinem Zimmer verschiedene Dinge hinterleuchtet mit blauen LED's.
2 der insgesamt 18 blauen Led's haben ab und an die angewohnheit garnicht oder nur zögernd anzugehen oder auch nur schwach bzw schwächer zu leuchten (alle Parallel geschalten)
Auch ein Flackern wie es von Zündenden Gaslampen bekannt ist hatte ich schon

Das Netzgerät ist auf jedenfall nicht ausgelastet, ich vermute es liegt an den LED's (Schnäppchen aus dem Elektro-Sonderpostenhandel P****n ). Habe noch keine näheren Untersuchungen unternommen, da es nicht sooft vorkommt.

also am besten einfach mal die LEDs checken bzw wechseln..

[kobidror]

Also, das mit dem Fernseher fasse ich jetzt auch mal als Scherz auf. Im Übrigen hat der LCD ne matte Oberfläche

Die Fehlersuche war wohl erfolgreich. Ich habe insgesamt 5 defekte Lötstellen entdeckt, die alle durch mechanischen Druck auf das Gehäuse entstanden sind. Die Lampe liegt momentan am Boden und strahlt fröhlich vor sich hin. Der Grund für den Ausfall von Gruppen liegt wahrscheinlich daran, dass alle LEDs in einem Ring verbunden sind, also parallel. Wenn jetzt eine Lötstelle ausfällt, wird der Rest quasi "von hinten" mitversorgt. Allerdings ist der Widerstand wohl irgendwann so groß, dass dann ganze Gruppen ausfallen. Die Lötstellen werde ich nacharbeiten. Übrigens hat das Testnetzteil nur 1000mA und ist billigste Chinaware.

So sieht das Innenleben aus

Das ist mal eine Detailaufnahme

[CRI 93+ / Ra 93+]

Nee, das ist keine plausible Erklärung, ich denke eher, wenn das Ding an der Decke hängt und geschlossen ist, zeigen sich die wackler, u.U. durch wegen zuviel Löthitze vorgeschädigter LED *UND* kalte Lötstellen. Wenn Deine Lötstellen sich bereits beim befestigen des Deckels durch ein wenig mechanischen Druck lösen, dann hast Du entweder wirklich kein Elektroniklötzinn benutzt (die haben eine Seele aus geeignetem Flussmittel) oder solltest erstmal an etwas unempfindlicherem als LEDs ausreichend Löterfahrung sammeln.
Beliebtes Objekt: einen Würfel aus Widerständen zusammenlöten. (Oder aus defekten LEDs )

Das Lötzinn auf den Fotos sieht aber richtig aus, auf der Ausschnittvergrößerung kann man aber sehen, dass Du stelenweise zu sehr mit der Zinnmenge gegeizt hast, da ist ein Abreißen leicht möglich. Wenn dann noch zu kurze Lötdauer dazukommt (Oder zu geringe Lötkolbentemperatur, 380°C sollte man schon haben), dann gibt's kalte Lötstellen. Aber selbst wenn es keine kalten Lötstellen gibt, da muss mehr Zinn dran! (Lötstelle oben, Mitte)

Außerdem: was ist das ganz links und rechts für ein seltsam oxidierter Draht? Das sieht für mich fast wie rostiges Eisen aus, daran kann man mit für LEDs bekömmlichen Temperaturen nicht Löten, das geht nur mit Hartlöten und Lötfett usw...

Oder sind das oxidierte Kupferdrähte? Auf jeden Fall kann man sehr schön sehen, dass sie das Lötzinn nicht ansatzweise brauchbar angenommen haben, die Drähte sollten mit Zinn umschlossen sein und es sollte hauchdünn noch ein wenig von der Lötstelle weglaufen (0,1 bis 1 mm weit)

An dem Zeug könnte vermutlich niemand vernünftig Löten...

[Romiman]

Stimmt! (CRI 93+... ´s Aussage über den Kupferdraht).
Der Draht nimmt das Zinn definitiv nicht an. Sichere elektrische Kontakte entstehen so auf keinen Fall!
Das Zinn muß sich so anschmiegen wie an den LED-Drähten.

Und nochwas entscheidendes vermisse ich:
ISOLIERUNG !!
Abgesehen von den Widerständen ist ja alles nackt und unisoliert. Absolutes NoGo in der Elektrik!
Und wenn die Schachtel sich beim Anbauen verbiegt, ist gut möglich, daß sich hier blankes Metall berührt, und es zu Kurzschlüssen kommt. Mit unbekannten Folgen für LEDs, Widerstände und Netzteil.

[Marvin]

Alloah,

ich find auf jeden fall die idee mit der Lampe Pfiffig und ich finde deine Künste sollten hier auf keinen Fall runter geredet werden. Wenn man noch nicht so viel erfahrung hat nimmt man schnell zu viel lötzinn oder macht sonstige fehler. grundsätzlich kann man solche fehlerquellen aber ziemlich leicht umgehen indem man:
1. eine (gescheite) Lötstation benuzt, wobei das nicht heist, dasss die auch teuer sein muss (meine hat 20€ gekostet und es war echt ein rießen unterschied zu meinem vorherigen 12€!! Lötkolben)
2. in dem man lötzinn mit flussmitel benuzt oder lötfett verwendet
3. Drähte lizen & Co. vorher vorverzinnt sodass man beim eigentlichen Lötvorgang kein Lötzinn mehr braucht
4. niemals probiert, erst das Lötzinn auf dem kolben zu schmelzen un dann damit zu löten , dan gibts nähmlich so riesen klumpen

Zu der Isolierung muss ich sagen:
Es ist durchaus eine sehr gute überlegung und Vorgehensweise, seine basteleien erst nach ausgibigen funktionstests zu isolieren, sodass man die isolierung im falle das etwas nicht funktioniert nochmal ran kann ohne alles nochmal abmachen zu müssen. Natürlich muss man dabei vorsichtig sein um keine kurzschlüsse zu erzeugen aber man muss auch aufpassen, dasss man es nich runterschmeist un danach drauftritt:D

Am aller liebsten verwende ich zum isolieren im Baumarkt erhältliches Isolierspray. Das isoliert nicht nur sondern sieht danach auch schick aus (schwaz oder grau)
Wenn die bastelei eher low-end mäßig wird, verwende ich heißkleber wobei man da wiederum aufpassen muss dass man ihn nich um nen 5W Widerstand rumschmiert^^

mfg. Marv

[kobidror]

Nachdem ich die defekten Lötstellen repariert habe, hängt das Lämpchen wieder an der Decke und funktioniert.

Zur Checkliste von CRI93...:
1. Lötzeit: check. Also länger als 3 Sekunden waren es nie. Eher in Richtung 1-1,5.
2. das Lot: check. Ist Elektroniklot. Wenn ich vorher mal richtig drauf geguckt hätte, hätte ich lesen können, dass man kein zusätzliches Flussmittel braucht Aber hat ja trotzdem funktioniert (naja, fast )
3. Kurzschlüsse: checked. Sonst hätte es am Anfang wohl gar nicht funktioniert, oder?
4. Löttemperatur: 380°C? Ich dachte, dass man gerade LEDs nicht zu heiß löten darf. Die Schmelztemperatur des Lot liegt ja bei 180°C und ich habe dann mit geschätzten 230-250°C gelötet.
5. der "Draht": Ja, schlagt mich (aber nicht zu fest bitte). Das sind zweckentfremdete Büroklammern - aus Kupfer. Mir war diese feste Brücke lieber, als zwischen jede Lücke 3 cm Kabel zu spannen. Und bitte denkt dran: es ist mein erstes Werk...
6. Menge des Lots: Naja, ich hab halt den Lotdraht an die zu lötende Verbindung gehalten, den Kolben drauf und wenn ein Tropfen auf der Lötstelle war, hats mir gereicht. Beim nächsten Mal bin ich spendabler. Danke für den Tipp.
7. Zum Thema Isolierung: eigentlich sind die beiden Kreise so angelegt, dass sie sich nicht in die Quere kommen sollen. Der Minuskreis ist der ohne Widerstände und hat einen Abstand von 2-3 cm zum Plusstromkreis. Deswegen habe ich ja auch Büroklammern genommen, damit nichts rumschlabbert. Theoretisch ist ja alles mit genügend Abstand fixiert und durch die Schrumpfschläuche über den Widerständen getrennt. Aber ich werde den Tipp von Marvin beherzigen und Isolierspray kaufen. Allerdings erst, wenn die Lampe 3 Abende störungsfrei überstanden hat.

Ansonsten danke ich allen, die sich Gedanken über mein Problem gemacht haben.
Und meine Frau möchte wissen, wie man mit Heißkleber isoliert. Sie hat (nach Inspiration hier im Forum) eine Anzuchtlampe mit viele blauen LEDs kreiert. Wenn ihr meine Isolierung so zerrupft habt, solltet ihr erstmal ihre sehen

P.S.: @ Marvin. Danke fürs Lob. Trotz aller Unzulänglichkeiten bin ich doch ziemlich stolz auf mein erstes Werk

[Beatbuzzer]

4. Löttemperatur: 380°C? Ich dachte, dass man gerade LEDs nicht zu heiß löten darf. Die Schmelztemperatur des Lot liegt ja bei 180°C und ich habe dann mit geschätzten 230-250°C gelötet.

Genau, die LEDs selbst dürfen nicht zu heiß werden, dann können sie Schaden nehmen. Allerdings ist deine Denkweise mit der Temperatur falsch:
Je heißer der Lötkolben ist, desto schneller geht der Lötvorgang, weil man nicht so lange erhitzen muss. Die größere Temperaturdifferenz zwischen Lötstelle und Lötkolben lässt gleich viel Wärme fließen und heizt die Lötstelle viel schneller auf die nötigen 185°C-200°C auf.
Wenn der Lötkolben nur 230°C hat, dann heizt man viel länger, weil die Temperaturdifferenz zwischen Lötstelle und Lötkolben geringer ist -> geringerer Wärmestrom.

Deshalb kann es manchmal gesünder sein, einen größeren Kolben / mehr Hitze zu verwenden. Für kleine Sachen wie Standard-LEDs und kleine Bauteile nehme ich schon einen 30W Lötkolben.
Für größer Bauteile und dickere Kabel wie 1,5mm² verwende ich schon einen 100W-Kolben der über 500°C erreicht! Aber das löten dauert nur ein Augenzwinkern und die Wärme ist so punktuell, dass bereits wenige Sekunden nach dem Löten wieder alles kalt ist.