LED an 3.3V UND 5V

[Trakuna (Gast)]

Hallo zusammen,

ich stehe vor einem kleinen Problem: Meine Platine kann sowohl mit 3.3 
als auch mit 5V betrieben werden.
Jetzt die Frage: Wie schließe ich eine LED an meinen AVR an, damit sie 
mit beiden Betriebsspannungen zurecht kommt?

Abendliche Grüße
Trakuna

[holger (Gast)]

>Jetzt die Frage: Wie schließe ich eine LED an meinen AVR an, damit sie
>mit beiden Betriebsspannungen zurecht kommt?

Du rechnest den Vorwiderstand für 5V aus. Bei 3V funktioniert
das dann auch noch, nur bekommt die LED dann weniger Strom.

Blaue und weisse LEDs solltest du bei 3V meiden. Evtl.
auch einige rote und grüne die bereits eine Flussspannung
von mehr als 3V haben.

[Stefan (Gast)]

Oder du regelst die 5V auf 3,3V runter (mit einem Spannungsregler). 
Alles andere (von wegen Strom-Regelung) wird sehr aufwändig, das willst 
Du sicher nicht machen.

[Trakuna (Gast)]

Danke für eure beiden Antworten. Spannungsregler entfällt, ich bin auch 
so mit dem Layout am absolutem Platzlimit.
Ich werde jetzt vermutlich eine 2mA@1.8V LED nehmen.
Macht als Vorwiderstand für 5V 1.6K Ohm.

Bei 3.3V wären das aber über den Daumen gepeilt nichtmal 1mA für den 
Blinker - reicht das wirklich?

Gruß
Trakuna

[Johannes O. (jojo_2)]

Mach 2 Verbindungen zum AVR mit verschiedenen Vorwiderständen. Über den 
ADC kannst du die Spannung am Eingang messen und den entsprechenden 
Vorwiderstand auswählen.

(geht, ist aber verrückt und overkill)

Aber das musst du wissen, wie wichtig die Helligkeit für dein Vorhaben 
ist.

[holger (Gast)]

>Bei 3.3V wären das aber über den Daumen gepeilt nichtmal 1mA für den
>Blinker - reicht das wirklich?

Wieso nicht? Probiers aus. Musst du halt selber entscheiden.

[Trakuna (Gast)]

@Johannes: ADC-Kanäle restlos aufgebraucht, sogar 7 zusätzliche per 
Multiplexer rangeholt... Die Idee kam mir auch schon.

Nach Datenblattstudium werde ich die LEDs einfach nicht mit den 
optimalen 2mA, sondern bei 5V mit 5-10mA betreiben. Maximum rating wäre 
20mA, also sollte ich noch auf der sicheren Seite sein. Ist da irgendwo 
vllt noch ein Denkfehler drin?

Gruß
Trakuna

[holger (Gast)]

>Ist da irgendwo vllt noch ein Denkfehler drin?

Alter, nimm ein scheiss Labornetzteil und häng deine
LED da mit Vorwiderstand für 5V / 2mA dran. Dann drehst du das Teil 
runter
auf 3.3V. Reicht DIR dann das Licht ist alles gut.

Was ist daran jetzt bitte so schwer?

[Trakuna (Gast)]

Kein Grund, ungehalten zu werden. :)
Es ist für ein Projekt, das morgen besprochen wird (Zwischenbericht). 
Bis dahin habe ich leider nicht die Möglichkeit, etwas praktisch 
auszutesten. Und bis die angedachte LED hier mal eintrifft über Farnell, 
vergehen schonmal ein paar Tage...

[holger (Gast)]

>Kein Grund, ungehalten zu werden. :)

Doch.

>sondern bei 5V mit 5-10mA betreiben.

Vieleicht ist die DIR dann zu hell?
Vieleicht lebt sie dann nur für die Hälfte der Lebensdauer bei 2mA?
Woher sollen wir das wissen?

Es gibt Dinge die man einfach selber ausprobieren muss.

[Mr. Tom (Gast)]

Trakuna schrieb:
> Ist da irgendwo vllt noch ein Denkfehler drin?
Dimensioniere den Vorwiderstand der LED für 3v3 und betreibe sie bei 5V 
über PWM mit einem entsprechend kleineren Tastverhältnis. Wo ist denn da 
das Problem?

[Blubber (Gast)]

Mr. Tom schrieb:
> Dimensioniere den Vorwiderstand der LED für 3v3 und betreibe sie bei 5V
> über PWM mit einem entsprechend kleineren Tastverhältnis. Wo ist denn da
> das Problem?

Trakuna schrieb:
> Und bis die angedachte LED hier mal eintrifft über Farnell,
> vergehen schonmal ein paar Tage...

[Moritz A. (moritz_a)]

Stefan schrieb:
> Alles andere (von wegen Strom-Regelung) wird sehr aufwändig, das willst
> Du sicher nicht machen.

2 Widerstände+2 Dioden+Transistor oder alternativ 2 Widerstände+2 
Transistoren ist nach meinem Verständnis nicht "sehr aufwändig".

[B. G. (smarti)]

Versuchs mal mit einem FET als Konstantstromquelle:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0207011.htm

Ich hab glaube den BF 511 in einer Schaltung welche von 5 - 15V 
betrieben wird. LED ist konstant hell ;)

http://www.youtube.com/watch?v=jSzTV0ppbqk

[Stefan (Gast)]

Mir war mal aufgefallen, dass meine Low-Curent LED's bei 1-2mA deutlich 
schwächer leuchten, als alle anderen "normalen" LED.

Also würde ich eher eine normale LED bei 5V mit 20mA ansteuern. Bei 3V 
sind sie dann immer noch heller, als Low-Current LED's.

Man kann auch Superhelle LED's nehmen, wenn es heller sein soll.

Leuchten tun sie auf jedenfall alle deutlich bei 1/10 des normalen 
Betriebsstromes. Selbst bei 1/100 kann man (indoor) noch erkennen, dass 
die LED leuchtet.

[Kanonenfutter (Gast)]

Current regulation diode?

[Conny G. (conny_g)]

Eine Z-Diode mit 3.3V vor die LED würde doch auch gehen und dann den 
Vorwiderstand für die LED für 3.3V berechnen.

[Gerhard W. (gerhard86)]

Conny G. schrieb:
> Eine Z-Diode mit 3.3V vor die LED würde doch auch gehen und dann den
> Vorwiderstand für die LED für 3.3V berechnen.

Wüsste nicht wie. Wenn dann eher ein 3V LDO in sot23-5 (eigentlich 
vergeudet),oder einfach eine blöde Transistorstromquelle, Aufwand: 2x 
BC847 und 2 mal 0805er Widerstand.

[Conny G. (conny_g)]

Gerhard W. schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> Eine Z-Diode mit 3.3V vor die LED würde doch auch gehen und dann den
>> Vorwiderstand für die LED für 3.3V berechnen.
>
> Wüsste nicht wie. Wenn dann eher ein 3V LDO in sot23-5 (eigentlich
> vergeudet),oder einfach eine blöde Transistorstromquelle, Aufwand: 2x
> BC847 und 2 mal 0805er Widerstand.

Ich meine etwa so:

Zehnerdiode 2,7 oder 3,0V mit Serienwiderstand für den maximalen Strom 
der LED, ca. 10mA.
An der Z-Diode dann parallel Vorwiderstand und LED für 3V (oder 2,7V) 
berechnet.
Dann müsste man also nur den Serienwiderstand so berechnen, dass der 
sowohl für 3.3V als auch für 5V ok ist.
Habe gerade keine Zeit das mal durchzurechnen, vermutlich geht es im 
5V-Szenario etwas an/über die rechnerischen Grenzen, aber evtl. reicht 
das aus.

[Gerhard W. (gerhard86)]

Conny G. schrieb:
> Zehnerdiode 2,7 oder 3,0V mit Serienwiderstand für den maximalen Strom
> der LED, ca. 10mA.

Das geht schon, weil der TE offenbar nur ein paar mA will.Bei der 2.7V 
zener wären das 60 Ohm für 10mA bei 3.3V, also 56 Ohm in der Realität, 
die dann ca 40mA bei 2.3V verbrutzeln bei 5V Versorgungsspannung, für 
die Zenerdiode gibts 2.7V bei 30mA. Geht beides noch locker mit 
Viertelwattbauteilen. Sparsamer ist halt doch eine Stromquelle, auch 
wenn bei Netzbetrieb 200mW mehr oder weniger egal sind.

[(prx) A. K. (prx)]

Gerhard W. schrieb:
> Das geht schon, weil der TE offenbar nur ein paar mA will.

Dummerweise haben 2,7V Z-Dioden die hässliche Eigenschaft, auch bei 
grosszügigster Interpretation diese 2,7V nur bei einem ganz bestimmten 
Strom zu liefern. Darüber und darunter gehts arg weit weg von den 2,7V.

Eine Z-Diode unter 4-5V funktioniert nur bei leidlich konstantem Strom 
so, wie man es erwartet.

Ich wäre nicht überrascht, wenn die Lösung mit Z-Diode schlechter 
abschneidet als ein simpler Widerstand.

[(prx) A. K. (prx)]

Gerhard W. schrieb:
> für die Zenerdiode gibts 2.7V bei 30mA.

Nur mal als Beispiel die BZX84, nachgerechnet:

Deren 2,7V gelten für 5mA. Bei 10mA für die LED landen wir also bei 15mA 
und einem Widerstand von 40 Ohm oben und bei einer 2,2V LED 50 Ohm 
unten.

Bei 5V fliessen nun 45mA insgesamt, die sich LED und Z-Diode ziemlich 
brüderlich teilen, weil die Z-Diode dann bei 3,2V liegt.

Also: Bei 3,3V kriegt die LED 10mA, bei 5V fast 25mA. Oder hätte, weil 
diese Rechnung von einer konstanten LED-Spannung ausgeht. Was natürlich 
falsch ist. Aber das kannst du als Hausaufgabe einberechnen. ;-)

Ohne Z-Diode nur mit Widerstand 110 Ohm für 10mA bei 3,3V sind es bei 5V 
25mA durch die LED. Kaum schlechter.

[Jens G. (jensig)]

Ob knapp 1mA, oder 2mA (oder andere Strombereiche) - der Unterschied ist 
doch gar nicht so groß, und sollte bei reiner Anzeigefunktion eher egal 
sein.

[(prx) A. K. (prx)]

Die erste Generation roter LEDs hatte 1,6V. Gibts die noch?

[Gerhard W. (gerhard86)]

A. K. schrieb:
> Ohne Z-Diode nur mit Widerstand 110 Ohm für 10mA bei 3,3V sind es bei 5V
> 25mA durch die LED. Kaum schlechter.

Puh, okay. Hab ehrlich gesagt gedacht es funktioniert etwas besser, aber 
kein Datenblatt bemüht weil mir die Lösung sowieso nicht sinnvoll 
erscheint. Wenn man es unbedingt so machen will, kann man ja immer noch 
eine Referenz wie TL431 nehmen, die zwar dafür eigentlich zu schade ist, 
aber eh "nichts" kostet.

[Norbert M. (Gast)]

Trakuna schrieb:
> Danke für eure beiden Antworten. Spannungsregler entfällt, ich bin auch
> so mit dem Layout am absolutem Platzlimit.

Ein Jumper und ein Widerstand passen da wirklich nicht mehr rein?
Müsste man dann eben manuell umschalten.

[Timm T. (Gast)]

A. K. schrieb:
> Die erste Generation roter LEDs hatte 1,6V. Gibts die noch?

Kann man aus alten Fernsehern auslöten. Unter 15mA tut sich da aber 
nicht viel. ;-)

Man kann auch IRED nehmen, die brauchen nur 1.2V. Muss man halt eine 
Digicam davorbauen, damit man die leuchten sieht.

Ehrlich mal, die low-current-LED wird bei 3mA nicht kaputtgehen, die 
sind wenigstens mit 7mA, meist mit 20mA angegeben. Also nimm 1k0 als 
Vorwiderstand, dann hast Du bei 3.3V 1mA und bei 5V 3mA an einer LED mit 
2.2V, bei kleinerer LED-Spannung kann es nur besser werden.

[Matthias K. (rino1)]

Verwende sogenannte Strombegrenzungsdioden.
Dann ist es "egal" wie hoch die Spannung ist.
LEDs werden über den Strom gesteuert.


Gruß,
Matthias K.

[(prx) A. K. (prx)]

Matthias K. schrieb:
> Verwende sogenannte Strombegrenzungsdioden.
> Dann ist es "egal" wie hoch die Spannung ist.
> LEDs werden über den Strom gesteuert.

Wie hoch ist denn deren Mindestspannung für konstanten Strom? Das ist ja 
das Problem an den J-FET Lösungen. Mit dem ollen BF245 ists erst ab 2V 
einigermassen flach. Allerdings habe ich da keinen Überblick.

[Timm T. (Gast)]

A. K. schrieb:
> Wie hoch ist denn deren Mindestspannung für konstanten Strom? Das ist ja
> das Problem an den J-FET Lösungen.

Das ist deren Problem, die Spannung ist zu gering. Selbst für eine 
Transistor-KSQ sind 1.1V minimaler Drop (3.3V Versorgung - 2.2V LED*) 
schon anspruchsvoll. Ein Stromspiegel wäre die elegante Lösung, benötigt 
aber wieder mehrere Bauteile und verdoppelt den Strom.

[(prx) A. K. (prx)]

Timm Thaler schrieb:
> Das ist deren Problem, die Spannung ist zu gering.

Kann man so sagen. Die 1N5314 für knapp 5mA liefert erst ab 2,9V 80% Ip.

[Conny G. (conny_g)]

A. K. schrieb:
> Dummerweise haben 2,7V Z-Dioden die hässliche Eigenschaft, auch bei
> grosszügigster Interpretation diese 2,7V nur bei einem ganz bestimmten
> Strom zu liefern. Darüber und darunter gehts arg weit weg von den 2,7V.

Ha! Vielen Dank, das wusste ich noch gar nicht!
Die Kennlinie fand ich gerade zB hier
http://elektroniktutor.de/bauteilkunde/z_diode.html

Ja, dann taugt die Lösung mit der Z-Diode nix.

[Timm T. (Gast)]

A. K. schrieb:
> Kann man so sagen. Die 1N5314 für knapp 5mA liefert erst ab 2,9V 80% Ip.

Eine Transistor-KSQ funktioniert ab 0.7V Differenz, ein Stromspiegel 
gibt sich mit <0.1V zufrieden.

Die LED können natürlich über R3 (low-aktiv) bzw. R5 (high-aktiv) 
angesteuert werden.