Schaltung LED´s ein- und ausfaden

milli · Mo, 21.02.11, 13:58

Hi Leute
ich bin totaler Leihe, allerdings würde ich gern diese Schaltung mit einen Handyakku (3,7V) nachbauen.
Möchte damit 20 SMD LED 0402 kaltweiss schalten.
Vielleicht könnt Ihr mir helfen.
Welche Transistoren muss ich da verwenden? Gehen da auch die BC547?
Welche Widerstände? (Für die LED würde ich 10 Ohm=R4 verwenden)
Und welche Kondensatoren muss ich da kaufen?

Danke im Vorraus.

milli

PS: Beim suchen bin ich leider nicht schlauer geworden, wie ich das selbst ausrechnen kann.

Borax · Mo, 21.02.11, 15:45

Hallo milli,
welcome on board!

Eigentlich kein Problem, aber wir sollten die Rahmenbedingungen erst festlegen. Der Handyakku dürfte ein Standard-Lithium-Ionen Akku sein, die haben eine Entladekurve von etwas über 4V bis runter auf 2.5V.

Möchte damit 20 SMD LED 0402 kaltweiss schalten.

Hast Du da genaue Werte? Isb. Spannung und Strom.
Und was genau meinst Du mit 'schalten'? Hier geht es um Faden...
Und wenn wir gerade dabei sind... Wie lange soll das Ein/Ausfaden dauern? Wie lang kann/darf die 'Totzeit' sein, sprich die Zeit wenn schon ein/aus-geschaltet ist, aber die Schaltung noch keine 'Wirkung' zeigt? Wie lang kann/darf /ist die Zeit im Aus- bzw. Ein-Zustand, bevor wieder eingefaded bzw. ausgefaded werden soll?

milli · Do, 24.02.11, 10:45

Hat etwas gedauert.
Aber jetzt habe ich die Werte:
LED Spannung(max) 3,2V, Strom(max) 20mA

Schalten will ich nicht sondern schon faden.

Das Ein- bzw. Ausfaden sollte so ca. 1-3 Sekunden sein.

Ich möchte eine kleine Kiste mit den LED´s bestücken, so dass bei öffnen des Deckels (Kontakt offen) die Led´s eingefadet werden und beim schließen (Kontakt geschlossen) wieder ausgefadet werden.
Ich denke die meiste Zeit werden die Led´s im ausgefadeten Zustand sein.

Borax · Do, 24.02.11, 12:51

20x20mA = 400mA ist sehr schwierig mit den 3.7V bei dieser recht einfachen Schaltung. Besonders gut wird es nicht. Dazu müsstest Du zwei solche Akkus verwenden, damit die Spannung bei etwa 7V liegt, dafür gibt es eine recht gute Mosfet-Schaltung. Halbwegs brauchbar sieht es damit aus:

: FadeInOut3_7.png (2.89 KiB) 6472 mal betrachtet

Totzeit etwa 0.3sek, Fadezeit etwa 1 Sek. Maximaler Strom bei 4V Akkuspannung etwa 300mA; bei 3.5V noch etwa 150mA (hängt aber auch von den LEDs ab).
Noch was:

so dass bei öffnen des Deckels (Kontakt offen) die Led´s eingefadet

Dazu musst Du aber einen passenden Mikroschalter (1x um bzw. 1x aus) verwenden, der das sozusagen invertiert (bei öffnen des Deckels wird der Schalter geschlossen und umgekehrt). Ansonsten kann man auch elektronisch invertieren, aber das macht die Schaltung aufwändiger...

milli · Fr, 25.02.11, 20:22

Danke für Deine schnelle Antwort.

Ich würde ja auch einen anderen Akku verwenden. Er sollte eben klein sein.
Geht da vielleicht auch einfach ein 9Volt Block besser oder kannst Du mir vielleicht auch einen anderen Tipp geben?

"Dazu musst Du aber einen passenden Mikroschalter (1x um bzw. 1x aus) verwenden, der das sozusagen invertiert (bei öffnen des Deckels wird der Schalter geschlossen und umgekehrt). Ansonsten kann man auch elektronisch invertieren, aber das macht die Schaltung aufwändiger..."

Ich würde das allerdings gern so machen, dass beim Öffnen des Kontakts die Led´s einfaden und umgekehrt.

Borax · Sa, 26.02.11, 00:46

Ich bin zwar absolut kein Freund von 9V Block-Batterien, aber hier wäre es wirklich besser. Oder halt 2 Li-Zellen, das ergibt auch immerhin etwa 7V und zwei kleine davon sind immer noch kleiner als ein 9V Block, aber haben mehr Kapazität und sind sogar aufladbar. Da gibt es bei ebay durchaus geeignete Kandidaten... Z.B. so was:
http://cgi.ebay.de/Akku-NOKIA-BL-5C-623 ... 2a009c7679
Taugen zwar nicht viel, aber dafür reicht es allemal.
Wie soll denn der Kontakt aussehen?
Ich würde einen Mikroschalter vorschlagen: http://www.pollin.de/shop/dt/ODM0OTc1OT ... _1050.html
Das wäre ein 'Öffner'. Bei öffnen des Deckels wird von dem Mikroschalter der Kontakt geschlossen.

milli · So, 27.02.11, 20:45

Alles klar, da nehm ich die 2 Li-Zellen.
Muss ich die dann einfach in reihe klemmen und passt dann eigentlich die Berechnung mit den Widerständen noch?

Ich möchte gern den Kontakt einfach mit zwei versteckten Drähten gestalten die beim schließen der Kiste aufeinandertreffen.
Da die Kiste teilweise aus Plexiglas bestehen soll, sieht so ein Mirkroschalter eben nicht toll aus.

Borax · Mo, 28.02.11, 11:25

Ich möchte gern den Kontakt einfach mit zwei versteckten Drähten gestalten die beim schließen der Kiste aufeinandertreffen.

Ok. Das geht aber dann leider zu Lasten der Batterielaufzeit. Du hast ja gesagt, dass die meiste Zeit die Kiste geschlossen ist. Die LEDs brauchen dann zwar keinen Strom, aber leider braucht die Schaltung, die dann 'aktiv' ausschaltet durchaus wieder einen gewissen Ruhestrom. Dieser würde eben wegfallen, wenn beim Schließen der Kiste der Kontakt geöffnet wird. Aber ok, wie schon gesagt, wird die Schaltung dadurch etwas aufwändiger, ist aber durchaus machbar.
Also 'Eckdaten':
1. Spannung liegt zwischen 8V und 6V (2xLiIon Akku)
2. Die 20 LEDs werden mit etwa 18mA maximal betrieben
3. Der Kontakt ist NC (normal closed), sprich der Kontakt wird beim Öffnen der Kiste unterbrochen (=> LEDs leuchten).
4. Ein- Ausfadezeit liegt bei etwa 2-3 Sekunden

Noch ein paar Fragen...
1. Hast Du die LEDs schon? Weil dann könntest Du mal nachmessen, welche Flussspannung die bei etwa 18mA GENAU haben.
2. Kannst Du die Li-Zellen selbst laden? Weil dann könntest Du dafür sorgen, dass sie nur bis auf 3,8V pro Zelle (also 7,6V Gesamt) geladen werden. Weil um den ganzen Bereich zwischen 'Randvoll' (etwas über 8V) und fast leer (6V) abzudecken, wäre auch noch ein Low Drop Regler erforderlich. Das macht die Sache noch wesentlich aufwändiger und teurer. Idealerweise wird die 'Kiste' nur im Bereich zwischen 7.6V und 7V betrieben (das entspricht ca. 75% der Akku-Kapazität).
3. Traust Du Dir zu SMD Bauteile zu verlöten?

milli · Mo, 28.02.11, 12:33

zu 1. Led´s habe ich schon, aber wie ich die Flussspannung messe habe ich keine Ahnung.
zu 2. Hätte ich über mein altes Nokia geladen. Da brauch ich wohl doch noch diesen Low Drop Regler.
zu 3. Das verlöten trau ich mir zu, wenn ich eben einen genauen Schaltplan habe.

Sorry, bin eben doch ein ziemlicher Laie.
Danke

Borax · Mo, 28.02.11, 13:05

Sorry, bin eben doch ein ziemlicher Laie.

Kein Problem! Dafür musst Du Dich nicht entschuldigen

zu 1. Led´s habe ich schon, aber wie ich die Flussspannung messe habe ich keine Ahnung.

Ganz einfach... Hast Du irgendwelche Widerstände zu Hause? So irgendwas um die 100Ohm?

Hätte ich über mein altes Nokia geladen.

Könnte auch gehen. Musst halt mal nachmessen bis zu welcher Spannung das Nokia die Akkus läd.

Das verlöten trau ich mir zu

Du weißt aber schon, wie groß SMD Bauteile sind?
Z.B. (um mal den Lumitronics typischen Streichholz Vergleich zu zeigen):

: IRF7401_Dimension1.jpg (27.39 KiB) 6376 mal betrachtet

Aber ok, die 0402 LEDs sind ja noch kleiner

Borax · Mo, 28.02.11, 14:29

Schaltplan und Simulation (alles SMD... LED-Vorwiderstände R1, R9, R10... sowie R2 und R3 sollten 0.25W Typen also 1206 sein, alle anderen beliebig. Kondensator: 100µF mit 10V)

: Fade_Mosfet_Inv1.png (8.24 KiB) 6369 mal betrachtet

Bei 8V Eingangsspannung wären es 20mA pro LED, wenn die Flussspannung der LEDs bei einem Strom von 20mA bei 3.1V liegt. Bei 7.6V sind es noch etwas über 16mA pro LED, das würde auch noch recht gut hell aussehen. Bei 7V sind es allerdings nur noch knapp 12mA pro LED. Wenn dafür gesorgt wird, dass die Eingangsspannung nicht höher als 7.6V liegt und die Flussspannung vermessen ist, dann kann man das noch optimieren.
In der Simulation wird nach 1Sek der Kontakt S1 geöffnet, dann erfolgt Fadein (ca. 1.6 Sekunden), 10 Sekunden bleibt die Kiste offen, dann wird ausgefaded (ca. 2 Sek). Danach sollten mind. 10 Sek Pause kommen bevor die Kiste wieder geöffnet wird, sonst klappt das mit dem Fadein nicht (startet schon bei einer XXprozentigen Helligkeit).
Der Ruhestrom (Kiste zu - Kontakt geschlossen) liegt bei nur etwa 0.1mA. Das macht etwa 900mAh pro Jahr. Also nach einem Jahr sind die Akkus leer, auch wenn die Kiste nie geöffnet wurde.

milli · So, 06.03.11, 20:19

Borax · Mo, 07.03.11, 13:47

Ja. Das würde passen. Einziges Problem:
R4/R5/R6 sind auch vom Mosfet abhängig und die haben durchaus größere Toleranzen. Weil Widerstände ja fast nichts kosten, würde ich da immer noch je einen Wert drunter und einen drüber dazu bestellen, damit Du nicht gleich wieder neu bestellen musst, falls es um 1kOhm nicht passt.
Also z.B. für R6: 13k, 15k, 18k
Oder Du bestellst noch ca. 10 Stück 1k Widerstände und 10 Stück 330k Widerstände und 'erzeugst' die Anpassungen durch Serien- oder Parallelschaltung.

milli · Mo, 21.03.11, 11:46

Habs jetzt am Wochenende endlich mal geschafft die Schaltung zu bauen.

Danke dir Borax. War spitze beschrieben.

Hat alles so wie beschrieben funktioniert.
Top Forum. Kann ich nur empfehlen.

PS: Die LED´s waren wirklich ziemlich klein.

Borax · Sa, 26.03.11, 00:00

Gratuliere zum Schaltungs-Erfolg!
Und danke für die Rückmeldung.