Hilfe bei LED-Schaltung

Schaltungen, Widerstände, Spannung, Strom, ...

Moderator: T.Hoffmann

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LED_Atze
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Mo, 29.02.16, 21:09

Guten Abend liebe Gemeinde,

ich habe nun schon viel gelesen, bin aber letztlich doch noch unsicher und deswegen möchte ich euch gerne um Hilfe bitten.

Folgende Materialien liegen mir vor:

- Akku Panasonic 18650B mit 3,6 Volt und 3400 mAh
- 15 warmweisse LED's 3,2 Volt und 20-30 mAh
- Widerstände 18 Ohm

Wie zum Henker schließe ich das nun an, damit alles gut funktioniert?

Vielen Dank im Voraus.

Gruß
LED-Atze :D
Borax
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Di, 01.03.16, 00:18

Hallo LED-Atze,
welcome on board!
damit alles gut funktioniert
Wird es mit dieser Zusammenstellung nicht. Der Panasonic Akku 18650B hat nicht 3,6 Volt, sondern randvoll geladen 4.2V, bei der geringen Last wahrscheinlich relativ lange eine langsam aber stetig fallende Spannung zwischen 4V und 3.3V, dann geht es relativ schnell bergab mit der Spannung und bei etwa 3V ist der Akku erst leer.
Problem: Wenn der Akku noch randvoll ist (4.2V) reicht der 18 Ohm Widerstand nicht. Die LEDs bekommen dann nicht nur 20-30mA sondern 50-60mA. Wenn der Akku dann etwa zur Hälfte leer ist hat er tatsächlich rund 3.6V und der 18 Ohm Widerstand passt: Die LEDs bekommen 20-30mA. Wenn der Akku dann auf weniger als ca. 80% entladen ist hat er nur noch ca. 3.3V und der 18 Ohm Widerstand ist eher zu groß: Die Leds bekommen nur noch ca. 5-10mA.
Eigentlich brauchst Du eine KSQ... Zur Not kannst Du zwei der 18 Ohm Widerstände in Reihe schalten und damit je eine LED betreiben. Oder auch einen 18 Ohm Widerstand für zwei parallel geschaltete LEDs. Die volle Lichtstärke hast Du dann aber nur bei randvollem Akku.
LED_Atze
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Di, 01.03.16, 06:33

Puh, vielen Dank erstmal. Mal ganz davon ab, dass ich es doch merkwürdig finde, dass der Akku nicht die angegebenen 3,6 Volt haben soll. Nach deiner Beschreibung kann man ja gar keinen passenden Widerstand besorgen, wenn man je nach Spannung andere bräuchte!? Was wäre denn nun zu erledigen, damit es Hand und Fuß hat? Andere Widerstände besorgen?

Und dann eine Parallelschaltung wo ich vor jede LED n Widerstand setze?
Borax
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Di, 01.03.16, 10:48

...dass ich es doch merkwürdig finde, dass der Akku nicht die angegebenen 3,6 Volt haben soll
Doch. Zu einem bestimmten Entladezeitpunkt hat der Akku exakt 3.6V. Aber davor und danach halt nicht. Hier ist eine Entladekurve abgebildet: http://budgetlightforum.com/node/11772 (für Dich relevant sind die oberen Kurven bei 0.2A bzw. 0.5A)
Was wäre denn nun zu erledigen, damit es Hand und Fuß hat?
Damit es wirklich Hand und Fuß hat, wären zwei Akkus und eine Anvilex-KSQ: http://shop.anvilex.de/index.php?route= ... uct_id=177 nötig. So betreibe ich selbst eine ähnliche Zusammenstellung: Zwei NCR18650B, eine 250mA Anvilex KSQ und 10 Nichia 757 LEDs: http://www.leds.de/Low-Mid-Power-LEDs/S ... weiss.html - (je zwei in Reihe und das 5x parallel - diese LEDs brauchen bei 50mA nur 2.8V).
Die zweitbeste Variante wäre eine lineare Low-Drop-KSQ: https://pcb-components.de/led-abwaertsw ... etail.html (die 350mA Variante) und alle 15 LEDs parallel daran anschließen (ohne Widerstand!).

Mit Widerständen geht es nur sehr schlecht, weil Du den erforderlichen Vorwiderstand auf die maximale Spannung des Akkus auslegen musst und dann nach ca. der Hälfte der Akku-Kapazität nicht mal mehr die Hälfte der anfänglichen Leuchtstärke hättest.
LED_Atze
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Di, 01.03.16, 14:01

Ok, das mit der Kurve habe ich begriffen, besten Dank. Es müsste ein Akku aber doch locker ausreichen!?
Würde denn ein KSQ reichen? Der haut doch nur 350 mAh raus, ich benötige aber um die 450 mAh (15 LED x 30 mAh).
Borax
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Di, 01.03.16, 15:40

Es müsste ein Akku aber doch locker ausreichen
Kommt drauf an, was Du genau erreichen willst. Mit zwei davon (und Anvilex-KSQ) bekommst Du halt auch mehr als die doppelte Laufzeit als mit einem Akku und linearer KSQ, weil diese KSQ die Leistung der Akkus optimal nutzt. Wenn Du aber nur eine Laufzeit von wenigen Stunden brauchst, dann reicht ein Akku natürlich auch.
Würde denn ein KSQ reichen? Der haut doch nur 350 mAh raus
Ja. Dann bekommen Deine LEDs eben 23,3mA und nicht 30mA. Sie sind dann etwa 20% weniger hell als bei 30mA. Den LEDs tut das gut (LEDs werden nicht gerne an der Leistungsgrenze betrieben - da sinkt ihre Effizienz und die Lebensdauer). In den Angaben steht ja auch 20-30 mA. Und diesen Strom kriegen sie dann immer (also bei randvollem Akku genauso wie bei halb leerem Akku). Wenn Du die LEDs bis an die Grenze belasten willst (also 30mA pro Stück), dann müsstest Du entweder eine 450mA Anvilex-KSQ verwenden (dann sind aber 2 Akkus nötig), oder die lineare KSQ anpassen (ist sehr wahrscheinlich möglich - versprechen kann ich das aber nicht). Wenn Dir die Lichtmenge nicht reicht, Du aber mit einem Akku auskommen willst, dann eher mehr LEDs verwenden und statt der 350mA KSQ die 700mA KSQ verwenden.
LED_Atze
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Mi, 02.03.16, 14:35

Es reicht also, wenn ich 2xNCR18650B--------Anvilex KSQ 350mAh----------und dann die 15 LED's in Reihe (ohne Vorwiderstände) anschließe? Auf die Voltzahl muss ich dann nicht mehr achten?
Borax
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Mi, 02.03.16, 14:56

Jain... die 15 LEDs nicht in Reihe schalten, sondern alle parallel. Keine Widerstände. Du kannst auch mit dem Strom noch etwas höher gehen. Die Anvilex KSQs gibt es mit 50mA Staffelung (also auch z.B. 400mA). Die KSQ sorgt für einen konstanten Strom und regelt dazu die Spannung selbst. Aber diese Bauart von KSQ kann nur die Spannung im Bereich 0V bis knapp unter Eingangsspannung regeln. Es gibt andere die auch die Spannung hoch setzen können. Ist hier aber nicht geeignet, weil mir da keine bekannt sind die nur 20-30 mA abgeben (üblicherweise sind die für High-Power LEDs gedacht mit 30V und 350mA oder noch mehr). In Deinem Fall wird die KSQ also die Spannung auf ungefähr 3.2V regeln (was Deine LEDs eben brauchen).
Und noch was: Es müssen auch wirklich alle 15 LEDs angeschlossen sein. Nicht auf die Idee kommen, das mit nur einer zu testen. Und die LEDs müssen alle sauber mit der KSQ verbunden sein, BEVOR die KSQ an die Akkus angeschlossen wird.
Siehe: viewtopic.php?f=35&t=18493
LED_Atze
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Mi, 02.03.16, 18:48

So wird's gemacht, besten Dank! :idea:
LED_Atze
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Do, 03.03.16, 11:30

Noch eine Frage hat sich aufgetan. :?:

Ich würde gerne einen Kippschalter mit einbauen.
https://www.ebay.de/ulk/itm/230949495520

Wo und wie "baue" ich den denn am besten in meinen Kreislauf ein?
Ist das schlimm, dass der Schalter keine Erde hat?

Akku's----------Kippschalter----------KSQ?
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Do, 03.03.16, 13:08

Wo und wie "baue" ich den denn am besten in meinen Kreislauf ein?

Akku's----------Kippschalter----------KSQ?
Genau so. Bevorzugt in die Plusleitung einbauen.
Ist das schlimm, dass der Schalter keine Erde hat?

Und wo wolltest Du die Erde anklemmen?
An den Akkus ist keine Erde, an der KSQ ebenfalls nicht.

Erde ist wichtig bei Geräten, die mit Netzspannung betrieben werden (auch solche mit einem Netzgerät/Trafo). Damit können elektrisch leitfähige* Gehäuseteile geerdet werden.


* elektrisch leitfähig muss nicht zwangsläufig aus Metall sein. Man kann auch Plastikteile mit einem metallischen Überzug herstellen (zum Beispiel: verchromen, vergolden, usw.). Jedes Metall (egal ob massiv, eloxiert oder als Folie aufgeklebt) leitet Strom.
LED_Atze
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Fr, 04.03.16, 13:20

Danke!

Die Erde lasse ich also weg, ok.
dieterr
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So, 06.03.16, 09:41

Eine Alternative für den Betrieb an nur einem Akku wäre noch: 5 Stränge a 3 LEDs, diese damit http://www.ebay.de/itm/5W-DC-DC-Boost-V ... SwUV9WnBAr, bzw. was so ähnlichem, modifiziert auf KSQ nach viewtopic.php?f=35&t=9529
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