Bild mit 4 warmweissen LEDs beleuchten

[Diescher]

Hi Leute,

Brauch mal wieder Hilfe. Ich habe ein Bild mit den Maßen 70cmx70cm es ist eine bunte Glasscheibe. Und diese wollte ich von Hinten beleuchten damit die Farben von dem Glas hervorgehobne werden.

Nun meine Frage:
Welche Leds empfehlt ihr mir? Ich dacht an jeder Seite eine LED(sie sollten warm-weiss sein)
Ich möchte diese mit Batterien betreiben wie sollte ich die Leds dann schalten?(Lithium Batterie CR123-A)
Es sollte eine Leuchtdauer von 40-80Stunden haben.

Ich dachte an 4x PLCC2 Ultrabright SMD oder 4x Nichia 5mm LED warmweiß 15500mcd 15° NSPL500S

was meint Ihr?
Welche KSQ brauche ich oder nur Widerstand?Oder gar nichts?

MFG Diescher

[Achim H]

was meint Ihr?

Ich denke mal, das Bild soll beleuchtet werde, sodass man was davon sieht. Mit 4 Leds (SMD oder 5mm rund) kommst Du da nicht sehr weit. Die 15 Grad abstrahlenden Leds sind hier gänzlich ungeeignet, da der Abstrahlwinkel einfach viel zu eng ist (erzeugt auf 1m Entfernung gerademal einen Leuchtfleck von ca. 5,4cm Durchmesser).

Stattdessen wäre etwas mehr Power angebgracht. Je nachdem wie hell die Glasscheibe werden soll, würde ich Dir doch schon zu den Superflux-Leisten (ungefähr 4 oder mehr Leisten) oder Highpower-SMD-Leisten (1 bis 2 Leisten, Kühlkörper erforderlich) raten. Für den Fall, dass es zu hell ist, kann man die Leisten auch mit einem Dimmer kombinieren.

Batteriebetrieb kannst Du hierbei vergessen.
Oder aber das Bild auf die Maße 7cm * 7cm verkleinern. Sowas könnte man mit funzeligen Leds noch beleuchten.

mfg Achim

[Diescher]

Ja mit High Power wärs heller stimmt. Aber ich brauchs ja nicht als beleuchtung sondern nur so hell das das Bild von hinten ein bischen beleuchtet ist also die Helligkeit von den Nichia 44000mcd 5mm leds passt schon nur der Abstrahl winkel nicht.
Hab aber jetzt andere LEDS gefunden die bei einem Abstrahlwinkel von 80° fast genauso hell sind.Die würden ja passen.
Nur hab ich noch ne frage ich bräuchte ja dann wenn ich sie in Reihe schalten will so 12v
nur sollten es abe auch net zu viele batterien werden. gibt es da so Step Up wandler die von 3V auf 12V regeln oder so ?
Ausgansstrom bruach ich ja nur 30mA.
Jemand ne Idee?
Das bild soll ja dann auch Lange leuchten ohne die batterien auszuwechseln. Und ne normale Batterie hat ja ne Kapazität von fast 2500mAh das wäre ja ne leuchtdauer von knapp 80std.
Kann mir jemand helfen?

MFG Diescher

[Achim H]

Der Nachteil bei StepUp-Wandlern ist, dass man immer mehr Energie rein stecken muss, als man wieder raus bekommt.

Wenn Du eine Lithium-Batterie (3.6V oder 3.7V) verwendest, kannst Du so ziemlich jede weiße Led damit betreiben. Statt die Leds in Reihe zu schalten, was eine höhere Spannung erfordern würde, werden diese einfach parallel verdrahtet.
Bei 30mA je Led und 4 Leds insgesamt wären das 120mA Gesamtstrom.

Rechenbeispiel:
3.7V - 3.4V
------------- = 10 Ohm/0.1W
0.03A

Bei 12 Ohm wäre der Strom je Led nur noch 25mA, für 4 Leds entsprechend 100mA.

Eine CR123 (Akku) hat um die 1000mAh. Bei einer Stromentnahme von 120mA (4 Leds parallel) würde diese für ungefähr 8 Stunden halten, bei 100mA Stromentnahme ungefähr 10 Stunden.

Wenn Du die hellste Nichia hier aus dem Shop verwendest und diese mit nur 30mA oder mit 25mA betreibst, dann bekommst Du schon ordentlich Licht. Die Farbtemperatur der Leds spielt keine große Rolle, da das Licht noch durch die Glasscheibe (und die ist bunt) durch muss.

mfg Achim

[Diescher]

ja nur Die batterie sollte schon länger wie 10Std brennen. Sprich wenn ich nur 30mA brauche hält sie 33std.

Mal ne andere frage: Wären die beiden geignet als Step Up wandler? Kenn mich da ja net so aus. Bin ja eher der Leihe in Elektronik. R=U/I kann ich ja noch *G*.

Ich dachte da an den LM2623 oder den LM3310 die Würden ja beide mit ner eingangsspannung von 2,5V bis 6V arbeiten.
Ich hätte auch jemanden an der Hand der mir mit denen was löten kann. Aber wären die geeignet?

MFG Diescher

[Achim H]

Ich dachte da an den LM2623 oder den LM3310 die Würden ja beide mit ner eingangsspannung von 2,5V bis 6V arbeiten.
Ich hätte auch jemanden an der Hand der mir mit denen was löten kann. Aber wären die geeignet?

Beide Typen schmeißt mir auch die Suche bei National aus.
IC-Suche für Eingangsspannug: 3-3.7V, Ausgangsspannung 13V @ 0.03A

Aber so gut wie die ICs auf den ersten Blick ausschauen, die Laufzeit wirst Du damit nicht verlängern können. Im Gegenteil.
Die Spannung wird aus einem etwas höherem Eingangsstrom erzeugt. Sonst wäre es ein Perpetuum Mobile. Und bei einem max. Wirkungsgrad von 93% musst Du mehr als 100% reinstecken, um 100% am Ausgang zu erhalten.

Beispiel:
Ausgangsspannung: 13V
Ausgangsstrom: 30mA = 0.03A
Eingangsspannung: 3.25V
Effizienz: 93%

Da die Ausgangsspannung 4mal so wie die Eingangsspannung ist, muss der Strom im Eingang bei 100% Effizienz 4mal so hoch sein, wie das, was man am Ausgang erhalten möchte.

Der einfachste Weg ist, es über die Leistung zu rechnen:
P = U * I

3.25V * X entspricht 13V * 0.03A
P = 13V * 0,03A
P = 0,39W

0,39W / 3,25V = 0.12A = 120mA

Da die Schaltung um das IC einen maximalen Wirkungsgrad von 93% hat, entsprechend:
120mA / 93% = 129mA
X = 129mA

mfg Achim

[Diescher]

Ja schon klar aber ist ja dann immer noch besser weil ich dann nur 2 Lithiumbatterien bräuchte in Parallelschaltung um die Brenndauer zu erhöhen und den IC zu betreiben. Und nicht vier in Reihe. Oder hab ich da nen denkfehler?

Was bräuchte ich noch alles um mit den Chips einen Step Up Wandler zu löten?
Kannst du mir ne schaltung geben wie ich des machen muss?

Danke für deine Antworten die helfen echt gut.

MFG Diescher

[Achim H]

Ja schon klar aber ist ja dann immer noch besser weil ich dann nur 2 Lithiumbatterien bräuchte in Parallelschaltung um die Brenndauer zu erhöhen und den IC zu betreiben. Und nicht vier in Reihe. Oder hab ich da nen denkfehler?

Einen leichten Denkfehler.
Überall wo man eine Leistung (Spannung * Strom ist nichts anderes) heraus haben will, muss man mindestens diese Leistung (Spannung * Strom) hinein stecken. Ein StepUp- oder StepDown-Wandler macht also nichts anderes, als die Spannung und den Strom den Bedürfnissen anzupassen.

StepUp-Wandler:
Soll die Spannung am Ausgang zum Beispiel 4mal höher als im Eingang sein, muss als Gegenleistung 4mal mehr Strom im Eingang hinein gesteckt werden.

StepDown-Wandler:
Soll der Strom am Ausgang 4mal höher sein, muss die Spannung im Eingang entsprechend 4mal höher sein.

niedrige Spannung + hoher Strom --> StepUp-Wandler --> hohe Spannung + niedriger Strom
hohe Spannung + niedriger Strom --> StepDown-Wandler --> niedrige Spannung + hoher Strom

Eine Umwandlung geht aber niemals mit 100% Wirkungsgrad vonstatten, sondern immer mit weniger. Das bedeutet, dass stets mehr Leistung am Eingang bereit gestellt werden muss, als was man am Ausgang erhält. Wie Du es auch drehst und wendest, Du kannst niemals mehr Leistung heraus holen, als was an Leistung hinein gesteckt wird.

Die Leistung am Ausgang ändert sich ebenfalls nicht, wenn die Leds anders verkabelt werden.
4 Leds mit je 3V @ 30mA in Reihe = 12V @ 30mA = 0.36W
4 Leds mit je 3V @ 30mA parallel = 3V @ 120mA = 0.36W
2 Stränge parallel (a 2 Leds mit je 3V @ 30mA in Reihe) = 6V @ 60mA = 0.36W

Und auch die Leistung im Eingang ändert sich nicht, wenn die Batterien/Akkus anders verkabelt werden.
4 Batterien/Akkus mit je 3V @ 1000mAh in Reihe = 12V @ 1000mAh = 12Wh (12 Watt für 1 Stunde)
4 Batterien/Akkus mit je 3V @ 1000mAh parallel = 3V @ 4000mAh = 12Wh
2 Stränge parallel (a 2 Batterien/Akkus mit je 3V @ 1000mAh in Reihe) = 6V @ 2000mAh = 12Wh

Um die Laufzeit zu verlängern gibt es genau 2 Möglichkeiten:
1. mehr Akkus/Batterien bereit stellen
oder
2. weniger Leistung verbrauchen

Aber mal 'ne Frage:
Hast Du keine Steckdose in der Nähe, sodass die Leds zwingend mit Batterien/Akkus betrieben werden müssen?

mfg Achim

[Sailor]

Um mit nur 4 LED´s das Bild einigermaßen gleichmäßig zu beleuchten, sollten die LED´s in die Ecken und nicht in die Mitte der Seiten.

Mit den Akkus ist nur die Parallelschaltung sinnvoll, wie Achim bereits ausgeführt hat. Statt dem (energiefressenden) Wandler solltest Du entweder einen größeren Akku oder eine zweiten Akku verwenden!

[Diescher]

OK habs kapiert. Für meine Taschenlampe wär der Step up aber genau richtig dann könnt ich nämlich nur Eine Lithium C Batterie reinpacken mit 8400mAh und dann würde meine Lampe auch 3Std brennen.(Aber anderes Thema).

Btw. Danke für eure Antworten werde 4 LEDs in Reihe Schalten und in den Ecken des Bildes anbringen und mit 8-10 Batterien 1,5V 3100mAh betreiben dadurch müsste sich eine Brenndauer von ca 3Tagen ergeben.

Und nein das Bild wird als Kunstobjekt verkauft und soll wenn möglich kein Stromkabel irgendwo hängen haben. Und bei einem Preis von einer Batterie von 0,4€ kann man ja mal verlangen das der Verbraucher nach ca. 1 Monat (mal davon ausgegangen das das bild am tag ca. 3 Std leuchtet) mal neue Batterien kaufen und austauschen kann. Oder etwa nicht?

MFG diescher

[CRI 93+ / Ra 93+]

Öhm, also ich würde nichts haben wollen, das fest installiert rumhängt und bei dem ich 1x im Monat die Batterien wechseln muss. Akkus (am besten eneloop) wären zwar bezahlbar und relativ umweltfreundlich für diese anwendung, aber wer hat denn schon Bock 1x pro Monat an einem Bild rumzufummeln, um Akkus zu tauschen?

Einwegbatterien dermaßen oft zu tauschen ist auch großer Blödsinn. Eine Solarzelle zum laden der Akkus wäre das einzig sinnvolle, wenn ein Netzteil nicht möglich ist, geht aber auch nur wenn genug Licht drauffällt.

[Achim H]

Statt einem Batteriefach für 8 bis 10 Mignonzellen würde ich ein Fach für 2 Monozellen bereit stellen. Gute Batterien haben je nach Hersteller mehr als 17.000mAh Kapazität.

Gewicht:
8 Mignonzellen = 204g
10 Mignonzellen = 255g
2 Monozellen = 277g

Energiegehalt:
8 Mignonzellen = 8 * 1,5V * 2.900mAh = 34,8Wh
10 Mignonzellen = 10 * 1,5V * 2.900mAh = 43,5Wh
2 Monozellen = 2 * 1,5V * 17.000mAh = 51Wh

Laufzeit bei 4 Leds a 30mA parallel = 120mA:
8 Mignonzellen (2 in Reihe, 4 parallel = 3V / 11.600mAh) = 96 Stunden = 4 Tage
10 Mignonzellen (2 in Reihe, 5 parallel = 3V / 14.500mAh) = 120 Stunden = 5 Tage
2 Monozellen (in Reihe = 3V / 17.000mAh) = 141 Stunden = fast 6 Tage

mfg Achim

[Diescher]

Hm danke für das Rechenbeispiel. Nur sollte halt jemand einfach irgendwo in den laden gehen können und sich neue batterien kaufen um die schnell und einfach auszutauschen außerdem sind die Monozellen viel teurer. Oder etwa nicht?

Edit: Oh ok grad bei Reichelt gesehen PANASONIC MONO :: Alkaline Batterie, LR20, 1,5 Volt, 18000mAh 1,20€

Des wäre echt ne gute idee. Danke dir Achim

MFG Diescher

[Achim H]

Nichts desto trotz. Falls die Möglichkeit besteht, am Kasten eine Buchse anzubringen, womit dieser über einen Netzstecker (sprich. 3V Steckernetzteil) betrieben werden kann, dann solltest Du das noch einplanen. Stationäre Geräte, die nur mit Batterien/Akkus funktionen, verkaufen sich sehr schlecht.

mfg Achim

[Diescher]

So danke euch. Ja ein netztteil hab ich ja eigentlich vorgesehen. Des Bild wird sowieso individuell immer angefertig und somit auch der Rahmen ich hatte nur paar kunden die nicht gerne ein kabel rumhängen haben wollten. Und lieber mal ab und zu die Batterien austauschen. Deswegen bin ich drauf gekommen.

Also danke auch. Werds jetzt mit 2 Monozellen machen und hauptsächlich mit netztteil. Wenn des bild fertig ist post ich mal paar Bilder dazu.

MFG Diescher

Edit: Brauch ich dann bei 2x1,5V noch nen Widerstand? Eigentlich nicht oder solangs nur Batterien sind?

[L Bosch]

Naja, Batterien können LEDs auch sehr wehtun...

Bei Standart-3,2V-LEDs die parallel geschaltet sind bräuchte man keinen Widerstand.
LEDs sind zwar keine Ohmschen Leiter aber in diesem Fall deutlich unter der Nennspannung betrieben.