Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik High Power LED Lichtorgel


von M. S. (ms111)


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Ich bin derzeit dabei eine Lichtanlage mit High Power LEDs zu bauen. 
Dabei werden immer 5 Lampen (mit je einer roten blauen und grünen 1W 
LED) in ein Board gesteckt. Über den VGA Anschluss wo Data steht erfolgt 
die Ansteuerung... Die Stromversorgung erfolgt über ein PC netzteil (5V 
und 3V schiene)
Ich habe jetzt ein bisschen rumüberlegt und bin zu zwei möglichen
und mir sinnvoll erscheinenden möglichkeiten gekommen. Beide mit der
konstantstromquelle, allerding werden die roten LEDs über die 3,Volt
Schiene versorgt und die blauen und grünen über die 5V Schiene. So
entkräfte ich auch das problem das die 5V schiene nicht ganz hätte
ausreichend strom liefern können... Außerdem kann ich dabei auf
Schaltregler eig verzichten, weil das dann bei den roten nur noch 1,1
Volt sind die vernichtet werden müssen (sollen mit 2,2V betrieben
werden). 1 Volt davon wird in der Konstantstromquelle eh schon
vernichtet. Vielleicht macht es bei den grünen und bei den blauen sinn,
aber auch da wären es nur circa 0,7 Volt, die man per Schaltregler
vernichten würde. Was ich noch mit integrieren will ist einen
invertierenden schmitt trigger mit einem relais der bei 9V auslöst, da
sonst die Konstantstromquellen sehr viel leistung vernichten müssen...
Bei der Möglichkeit M2 erscheint mir das sinvoll, da ja über R2 bei
einer zu hohen spannung hohe ströme fließen und dann möglicherweise die
Anteuerungskabel und die BC547 Transistoren in der ansteuerung
zerstören. Um das zu verhindern soll das relais den stromkreis halt bei
einer bestimmten Spannung unterbrechen. Eine andere Idee die ich hatte
um dies zu verhindern ist einfach hinter noch BC337 dazwischenzuschalten
wie in Möglichkeit 1...
Ist das so sinnvoll oder kann man das anders besser lösen.

PS: das die LEDs jetzt wieder ne gemeinsame kathode haben hat einfach
den Grund das die Steckverbinder nur 4 Anschlüsse haben (USB-Stecker)
und entweder Anode oder Kathode gemeinsam sein muss... Da ich die roten
über die 3Volt Schiene versorge und die anderen über die 5V geht das nur
so...
das ich in dem molex anschlussstecker die masse mit der positiven
spannung vertauscht habe liegt daran das dort 12Volt und 5Volt
herauskommen. Somit soll verhindert werden das die Anlage bei einem
direkt anschluss an einen solchen stecker direkt am netzgerät nicht
kaputt geht. falls irgendjemand bessere stecker kennt die solche ströme
aushalten bin ich auch dafür offen, solange die nicht den preisrahmen
sprengen

von oszi40 (Gast)


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Es gibt 1000 andere Stecker. USB-Stecker zu mißbrauchen, endet 
irgendwann mit Rauch falls ein DAU was ansteckt.

von M. S. (ms111)


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Ja aber usb kabel und stecker sind die billigste zu realisierende 
möglichkeit, außerdem werde ich die polung so legen das sich da nichts 
tuhen kann, bei den Molex genau so, daist ja die masse und plus 
umgekehrt

von M. S. (ms111)


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Ja aber usb kabel und stecker sind die billigste zu realisierende 
möglichkeit, außerdem werde ich die polung so legen das sich da nichts 
tuhen kann, bei den Molex genau so, da ist ja die masse und plus 
umgekehrt. ich könnte zum Beispiel die gemeinsame kathode im usb auf den 
Minus legen, dann für die erste LED-farbe +5V nehmen für die zweite die 
schirmung und für die dritte entweder Data - oder data +

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Malte S. schrieb:
> ... weil das dann bei den roten nur noch 1,1
> Volt sind die vernichtet werden müssen (sollen mit 2,2V betrieben
> werden). 1 Volt davon wird in der Konstantstromquelle eh schon
> vernichtet.

Das habe ich jetzt schon ein paar Mal von dir gelesen und ich glaube, du 
hast da etwas wesentliches nicht verstanden. Die Konstantstromquellen 
"vernichten" alles was an Differenzspannung zwischen Betriebsspannung 
und LED-Flußspannung übrig bleibt. Nicht nur 1V. Die Spannung von 1V ist 
nur das, was eine Konstanstromquelle mindestens braucht, wenn sie den 
geforderten Strom liefern soll.

Und was die Wahl der Steckverbinder angeht: für gewöhnlich ist es eine 
außergewöhnlich dumme Idee, gebräuchliche oder weitverbreitete Steck- 
verbinder zu anderen als den ursprünglichen Zwecken zu verwenden.
Eben weil man sie dann leicht mal verwechselt und dann Gefahr läuft, 
wenigstens eins der beteiligten Geräte zu zerstören.

Beim VGA-Stecker kann man zwar argumentieren, daß der kaum noch als 
weitverbreitet gelten kann. Dafür hat er das Handicap, daß er eigentlich 
zu wenig Pole besitzt. USB ist in jedem Fall eine ganz schlechte Wahl.

Schlag also besser den Katalog deines Lieblings-Lieferanten (bzw. 
Versenders) auf und suche dir einen Steckverbinder passender Polzahl und 
Belastbarkeit. Da das wohl Bühnenequipment werden soll, achte darauf, 
daß es etwas robustes ist.


XL

von M. S. (ms111)


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Doch das ist mir klar das die alles vernichten, aber man hat weniger 
Verlust wenn man an den Konstantstromquellen möglichst wenig leistung 
abfallen lässt. Kann es eig sein das die Konstantsstromquellen ab einer 
bestimmten Spannung nicht mehr schützen? ich hatte einen blaue High 
Power da dran und hatte da 12V, seit dem leuchtet die nur noch ganz ganz 
schwach, von daher muss dier Konstantsstromquelle da keinen schutz mehr 
geboten haben.

Wieso besitzt der VGA zu wenig Pole? Der VGA hat 15 eigentliche Pole 
plus den eingentlichen stecker. Also 5 für rot, 5 für blau, 5 für grün 
und der Stecker für die Masse.

ja ich weiß, hatte schon Diodenstecker im Auge aber die verteuern alles 
deutlich

von 6A66 (Gast)


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Malte S. schrieb:
> Kann es eig sein das die Konstantsstromquellen ab einer
> bestimmten Spannung nicht mehr schützen?

Kostantstromquellen haben IMMER einen Spannungsbereich in dem sie den 
Strom Kostant liefern können. Stell Dir vor Du hast eine 
Konstantstromquelle die konstant 1A liefert. Um die 1A bei einem 
Widerstand von 1000Ohm zu liefern müsste sie eine Spannung von 1000V 
erzeugen, an einem Widerstand von 1Ohm nur 1V.

rgds

von M. S. (ms111)


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Also beitet die bei 12 Volt keinen schutz mehr wenn die LED mit 3V 
betrieben werden?

von stefanus (Gast)


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Wenn eine Konstantstromquelle mit 12V betrieben wird und die daran 
angeschlossene LED eine Betriebsspannung von 3V hat, dann verheizt die 
Konstantstromquelle die übrigen 7 Volt.

Die Konstantstromquelle regelt den Ausgang so, dass ein bestimmter 
konstanter Strom fließt.

Die Konstante Spannungsquelle regelt den Ausgang so, dass eine bestimmte 
konstante Spannung abgegeben wird.

Folgende Formeln gelten:

U=R*I
U/I=R
U/R=I

Daraus ergibt sich, dass beide Regler sowohl Spannungs als auch Strom 
regeln. In Kombination mit dem Lastwiderstand bewirkt eine 
Spannungsänderung auch eien Stromänderugn und umgekehrt.

Der Unterschied der beiden Reglertypen offenbart sich, wenn sich der 
Lastwiderstand während des Betriebes verändert (was bei LED's der Fall 
vorkommt). Die Konstantstromquelle hält den Strom konstant, aber die 
Spannung ändert sich. Die Konstantspannungsquelle hält die Spannung 
konstant, aber der Strom ändert sich.

Eine Konstantspannungsquelle ist für LED's nicht optimal, weil: Wenn die 
LED warm wird, verringert sich ihr Innenwiderstand. Bei konstanter 
Spannung vergrößert sich daher der Strom. Bei mehr Strom, wird die LED 
noch wärmer. Dann verringert sich der Widerstand noch mehr, usw. Die LED 
wird so langfristig überlastet.

Eine Konstantsromquelle ist besser, weil: Wenn die ELD warm wird, 
verringert sich ihr Innenwiderstand. Bei Konstantem Strom verringert 
sich daher die Spannung. Bei weniger Spannung leuchtet die LED etwas 
schächer und wird kälter. Dadurch steigt ihr Innenwiderstand wieder. 
Dann wird sie weider heller und wärmer. Letztendlich ist das ein 
geschlossener stabiler Regelkreis.

Ein weiteres Argument für die Konstantstromquelle: LED's habe keine 
exakt definierte betriebsspannung. Wenn da 3V drauf steht, können es 
druchaus auch mal 3.1 Volt sein, oder 2.8 Volt. Bei konstantem Strom ist 
das ganz egal, denn die Spannung ergibt sich automatisch und passt sich 
der LED an. Anders herum würde eine LED mit 2.8V betrieben an einem 3V 
Netzteil durchbrennen, da der Strom unendlich hoch wäre.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Malte S. schrieb:
> Also beitet die bei 12 Volt keinen schutz mehr wenn die LED mit 3V
> betrieben werden?

Bei 12V Betriebsspannung und 3V an der LED muß die Konstantromquelle 9V 
verheizen. Die 9V * 330mA heizen den einen Transistor der Stromquelle 
ordentlich auf und wenn er zu warm wird, dann geht er kaputt. Und dann 
bietet die Stromquelle in der Tat keinen Schutz mehr. Weil ein kaputter 
Transistor in 99% der Fälle durchlegiert - er ist dann wie ein 
Kurzschluß mit 3 Anschlüssen.

So lange man die Grenzwerte bezüglich Strom, Spannung und Leistung 
einhält, ist die grundsätzliche Funktion gegeben.


XL

von M. S. (ms111)


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Dann wär es ja vllt Sinvoll die Schaltung so aufzubauen das man 
Widerstände nimmt die ordentlich leistung aushalten und dann einfach in 
jedes dieser geräte einen Überspannungsschutz einbaut, sod as eine 
Sicherung vorne reinkommt und mit einer Zenerdiode oder so ähnlich die 
das alles dass kurzschließt und die sicherung bei einer Überschreitung 
die hoch genug ist durchbrennt oder?
Oder man macht das noch zusätzlich zur Konstantstromquelle, bzw nimmt 
Leisungstransistoren die viel aushalten, was aber sicherlich wieder 
teurer wär

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