Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Infrarot LED ist zu dunkel?


von Patrick R. (s710)


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Hallo zusammen,

dieser Anleitung folgend: 
https://tutorials-raspberrypi.de/raspberry-pi-fernbedienung-infrarot-steuerung-lirc/

habe ich an meinen Raspberry Pi eine Infrarot LED montiert, um den Pi 
als Fernbedienung für diverse Geräte zu verwenden. Prinzipiell 
funktioniert die Schaltung wohl auch - mit den entsprechenden Kommandos 
bringe ich die LED zum leuchten - allerdings sieht die LED sehr dunkel 
aus im Vergleich zur richtigen Fernbedienung (geprüft mit 
Digitalkamera). Ausserdem scheint das Signal wohl auch nicht immer 
auszureichen, um das Gerät tatsächlich zu steuern, d.h. es funktioniert 
sehr unzuverlässig bei meinen ersten Tests.

Hier ist meine Schaltung:
https://imgur.com/a/KAR7Y

Auf dem Bild ist diese LED: 
https://www.pollin.de/p/infrarot-led-3-mm-10-stueck-121475
Der Widerstand an der Diode ist 47 Ohm ((3,3V-1,2V)/0,05a).

Habe auch andere LEDs ausprobiert, u. A. 
https://www.conrad.de/de/ir-emitter-940-nm-50-3-mm-radial-bedrahtet-kingbright-l-934f3bt-154380.html 
und auch die hier: 
https://www.pollin.de/p/infrarot-led-sanken-sid1050m-120038
Mit dem gleichen Ergebnis.

Der Transistor ist ein BC547C mit einem 220 Ohm Widerstand. Ob das 
korrekt ist, weiß ich nicht, da ich nicht weiß, wie man das berechnet. 
Bin mit den ganzen Bauteilen ohnehin etwas überfordert, bin eher 
kompletter Laie auf dem Gebiet.

Woran könnte das Problem liegen? Sind die LEDs einfach schlecht, oder 
stimmt was mit der Schaltung nicht?

: Verschoben durch User
von Bernhard D. (pc1401)


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Patrick R. schrieb:

> Woran könnte das Problem liegen? Sind die LEDs einfach schlecht, oder
> stimmt was mit der Schaltung nicht?

Abgesehen davon dass solche "Schaltpläne" wie im Tutorial eine kaum 
lesbare Zumutung sind, hast Du den Transistor wohl falsch angeschlossen. 
Die Katode der LED sollte an den Kollektor, drehe den Transistor mal um 
180°.

von nachtmix (Gast)


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Bernhard D. schrieb:
> Die Katode der LED sollte an den Kollektor, drehe den Transistor mal um
> 180°

Ja, und sei froh, dass du nur 5V Versorgungsspannung verwendest.
Mit 12V könnte dein Raspi schon in den ewigen Jagdgründen sein.

von nachtmix (Gast)


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Bernhard D. schrieb:
> Die Katode der LED sollte an den Kollektor, drehe den Transistor mal um
> 180°

Ja, und sei froh, dass du nur 5V Versorgungsspannung verwendest.
Mit 12V könnte dein Raspi schon in den ewigen Jagdgründen sein.

Patrick R. schrieb:
> Der Widerstand an der Diode ist 47 Ohm

Und im Schaltplan sind da 4,7 Ohm.
Du betreibst die LED also mit nur etwa 10% des im "Tutorial" vorgesehen 
Spitzenstroms, befindest dich dafür allerdings auf der Sicheren Seite, 
falls das Programm mal vergisst die LED auszuschalten...

Der BC547 ist übrigens für so hohe Ströme. wie sie sich aus der 
Dimensionierung des Tutorials ergeben, ungeeignet.
Weder schafft es das , noch darf er das.
Für höhere Ströme ist der BC337 die bessere Wahl.

von Jens G. (jensig)


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Bernhard D. (pc1401) schrieb:

>Abgesehen davon dass solche "Schaltpläne" wie im Tutorial eine kaum
>lesbare Zumutung sind, hast Du den Transistor wohl falsch angeschlossen.
>Die Katode der LED sollte an den Kollektor, drehe den Transistor mal um
>180°.

nachtmix (Gast) schrieb:

>Ja, und sei froh, dass du nur 5V Versorgungsspannung verwendest.
>Mit 12V könnte dein Raspi schon in den ewigen Jagdgründen sein.

Wieso? Das Ding läuft ganz einfach als Emitterfolger. Ganz so verkehrt 
ist das damit nicht, und den treibenden Raspi zerschießt es damit auch 
nicht.

@ Patrick R. (s710)

>47 Ohm ((3,3V-1,2V)/0,05a)
...
>Woran könnte das Problem liegen? Sind die LEDs einfach schlecht, oder
>stimmt was mit der Schaltung nicht?

Daran:
1. Da Deine jetzige Schaltung als Emitterfolger fungiert, ist Deine 
Rechnung  unvollständig, denn es fehlt noch Ube des Transistors - also 
irgendwas um die 0,6 bis 0,7V. Also fließt schon mal weniger Strom als 
errechnet.
2. all Deine IREDs arbeiten schon eher im ferneren IR (über 940nm). 
Damit ist deren IR praktisch unsichtbar (wenn die nicht gerade sehr 
breitbandig leuchten).
3. Der IR-Empfänger ist vielleicht bei dieser Wellenlänge gar nicht mehr 
empfindlich genug. Der in Deinem Raspi-Link genannte TSOP4838 hätte mit 
seinem Maximum bei 950nm sogar guten Empfäng mit deinen ersten beiden 
IREDs, aber nicht so sehr mit deiner dritten IRED. Es ist aber nicht 
klar, ob Du wirklich den TSOP4838 benutzt.

von Patrick R. (s710)


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nachtmix schrieb:
> Bernhard D. schrieb:
>> Die Katode der LED sollte an den Kollektor, drehe den Transistor mal um
>> 180°
>
> Ja, und sei froh, dass du nur 5V Versorgungsspannung verwendest.
> Mit 12V könnte dein Raspi schon in den ewigen Jagdgründen sein.
>
> Patrick R. schrieb:
>> Der Widerstand an der Diode ist 47 Ohm
>
> Und im Schaltplan sind da 4,7 Ohm.
> Du betreibst die LED also mit nur etwa 10% des im "Tutorial" vorgesehen
> Spitzenstroms, befindest dich dafür allerdings auf der Sicheren Seite,
> falls das Programm mal vergisst die LED auszuschalten...
>
> Der BC547 ist übrigens für so hohe Ströme. wie sie sich aus der
> Dimensionierung des Tutorials ergeben, ungeeignet.
> Weder schafft es das , noch darf er das.
> Für höhere Ströme ist der BC337 die bessere Wahl.

Also im Tutorial ist nicht klar, welche LED verwendet wird, daher hatte 
ich den widerstand für meine LED ausgerechnet (wohl falsch), also 47 
ohm.

Habe den Transistor jetzt mal gedreht, jetzt scheint es besser zu 
funktionieren, allerdings ist die LED unter der digicam immer noch 
dunkler als eine richtige Fernbedienung.

Also was soll ich an der Schaltung nun korrigieren, damit alles optimal 
ist? Ich will das entsprechend im Gehäuse verbauen und dann 
automatisieren, daher sollte da nichts irgendwann kaputt gehen oder 
abfackeln :)

Als Empfänger nutze ich den hier:
https://www.conrad.de/de/ir-empfaenger-sonderform-axial-bedrahtet-38-khz-950-nm-vishay-tsop4838-171115.html

Allerdings nicht wie im Tutorial angegeben mit widerstand, ist das ok? 
Oder muss ich einen widerstand verwenden? Wenn ja welchen?

von Wolfgang (Gast)


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Patrick R. schrieb:
> Also im Tutorial ist nicht klar, welche LED verwendet wird, daher hatte
> ich den widerstand für meine LED ausgerechnet (wohl falsch), also 47
> ohm.

Und warum steht dann im Tutorial: "Widerstände (220Ω und 4.7Ω)"?
Wenn du schon auf Stecken-nach-Zahlen stehst, könntest du auch auf die 
Farbringe des Widerstandes in der Titel-Abbildung gucken.

von Patrick R. (s710)


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Wolfgang schrieb:
> Patrick R. schrieb:
>> Also im Tutorial ist nicht klar, welche LED verwendet wird, daher hatte
>> ich den widerstand für meine LED ausgerechnet (wohl falsch), also 47
>> ohm.
>
> Und warum steht dann im Tutorial: "Widerstände (220Ω und 4.7Ω)"?
> Wenn du schon auf Stecken-nach-Zahlen stehst, könntest du auch auf die
> Farbringe des Widerstandes in der Titel-Abbildung gucken.


Naja, er hat halt ne LED genommen für die 4,7 ohm richtig sind. Ich hab 
ne LED gekauft und dann ausgerechnet welchen widerstand ich dafür 
brauche?
Es war mir halt nicht möglich die gleiche LED aus dem Tutorial zu kaufen 
da hier die Angaben im Tutorial fehlen.

von Wolfgang (Gast)


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Patrick R. schrieb:
> Naja, er hat halt ne LED genommen für die 4,7 ohm richtig sind. Ich hab
> ne LED gekauft und dann ausgerechnet welchen widerstand ich dafür
> brauche?

Dann hast du mit den falschen Werten gerechnet. Da bringt es nichts, mit 
irgendwelchen 30mA Dauergleichstromwerten zu rechnen.

von nachtmix (Gast)


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Jens G. schrieb:
>>Ja, und sei froh, dass du nur 5V Versorgungsspannung verwendest.
>>Mit 12V könnte dein Raspi schon in den ewigen Jagdgründen sein.
>
> Wieso? Das Ding läuft ganz einfach als Emitterfolger. Ganz so verkehrt
> ist das damit nicht, und den treibenden Raspi zerschießt es damit auch
> nicht.

Irrtum!
Wenn du einen solchen npn-Transistor um 180° drehst, bleibt es ein 
npn-Transistor, und die LED liegt weiterhin in der (neuen) 
Kollektorleitung.

Der ehemalige Emitter, der nun als Kollektor dient, hat aber wegen 
anderer Dotierung eine ziemlich geringe "Kollektor"sperrspannung von 
i.d.R. nur etwa 6..7V.
Bei einer höheren Betriebsspannung steuert sich dieser inverse 
npn-Transistor also selbst an, was oft wegen der schlechten 
Wärmeableitung des neuen Kollektors zu seinem Ableben führt.

von Wolfgang (Gast)


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nachtmix schrieb:
> Der ehemalige Emitter, der nun als Kollektor dient, hat aber wegen
> anderer Dotierung eine ziemlich geringe "Kollektor"sperrspannung von
> i.d.R. nur etwa 6..7V.

Die in dem Tutorial verwendete Spannung von 3.3V schließt es eigentlich 
aus, dass die "Kollektor"sperrspannung überschritten wird.

Allenfalls könnte die deutlich geringere Verstärkung dazu führen, dass 
der Transistor nicht vernünftig geschaltet wird, aber bei 220Ω 
Widerstand vor der Basis und 47Ω vor der LED, ist auch das wohl 
auszuschließen.

von Stefan F. (Gast)


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In handelsüblichen IR Fernbedienungen werden die LED's mit mehren 100mA 
gepulst. Und damit das nicht die Versorgungsspannung des µC herunter 
zieht und die LED bei Programmfehlern nicht durchbrennt, macht man das 
so:
1
          47Ω        4,7Ω   LED
2
3,3V o---[===]---+---[===]---|>|---+
3
                 |                 |
4
                 |                  \|    470Ω
5
                === 220µF            |---[===]---o Signal
6
                 |                 </|
7
                 |                 |   BC337-40
8
GND o------------+-----------------+

von Jens G. (jensig)


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@ nachtmix (Gast)

>Jens G. schrieb:
>>>Ja, und sei froh, dass du nur 5V Versorgungsspannung verwendest.
>>>Mit 12V könnte dein Raspi schon in den ewigen Jagdgründen sein.
>>
>> Wieso? Das Ding läuft ganz einfach als Emitterfolger. Ganz so verkehrt
>> ist das damit nicht, und den treibenden Raspi zerschießt es damit auch
>> nicht.
>
>Irrtum!
>Wenn du einen solchen npn-Transistor um 180° drehst, bleibt es ein
>npn-Transistor, und die LED liegt weiterhin in der (neuen)
>Kollektorleitung.

Nee. Mein Irrtum lag darin, daß ich die Polung der Versorgungsspannung 
nicht richtig aus seinem "Schaltplan" herausgelesen habe. Deswegen kam 
ich auf Emitterfolger.

von michael_ (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> In handelsüblichen IR Fernbedienungen werden die LED's mit mehren 100mA
> gepulst. Und damit das nicht die Versorgungsspannung des µC herunter
> zieht und die LED bei Programmfehlern nicht durchbrennt, macht man das
> so:
>           47Ω        4,7Ω   LED
> 3,3V o---[===]---+---[===]---|>|---+
>                  |                 |
>                  |                  \|    470Ω
>                 === 220µF            |---[===]---o Signal
>                  |                 </|
>                  |                 |   BC337-40
> GND o------------+-----------------+

Die übliche Schaltung ist ohne den 47Ohm Widerstand und einem 
PNP-Transi.
Die LED können bis 1A gepulst werden.

Es gibt doch massenweise alte FB.
Da hat man die Schaltung, den Transistor, die Widerstände und 
Kondensatorn und auch die LED.

Man braucht da nichts neu erfinden und schon gar nicht kaufen.

von Stefan F. (Gast)


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> Die übliche Schaltung ist ohne den 47 Ohm Widerstand

In Consumer Produkten, wo jeder Cent gespart wird, macht das Sinn. In 
Hobby-Schaltungen, die gut funktionieren soll rate ich dazu, den 
Widerstand nicht einzusparen. Seinen Zweck habe ich ja schon erklärt.

von Patrick R. (s710)


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... okay, also was genau soll ich tun? :)

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Patrick R. schrieb:
> ... okay, also was genau soll ich tun? :)

Stefans IR Endstufe nachbauen. Allerdings ist dein kleiner BC547 mit 
100mA ein wenig schwach, also ist ein BC337 tatsächlich die bessere 
Wahl.

von Patrick R. (s710)


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Okay. Was ist mit der Verbindung '=== 220µF' gemeint? Ist das ein 
Bauteil, oder gehts nach dem 47Ω direkt in GND in der einen Abzweigung? 
Und kann ich die LED behalten, oder brauch ich eine andere?

Sorry, bin nur ein dummer Softwareentwickler, für mich ist das wirklich 
alles Chinesisch ...

von michael_ (Gast)


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Stefan U. schrieb:
>> Die übliche Schaltung ist ohne den 47 Ohm Widerstand
>
> In Consumer Produkten, wo jeder Cent gespart wird, macht das Sinn.

Na und?
In einer FB geht der Innenwiderstand der Batterien mit ein.
Man sollte schon auf 1A kommen.

von Harald W. (wilhelms)


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michael_ schrieb:

> In einer FB geht der Innenwiderstand der Batterien mit ein.

Bei der von Stefan gezeigten Schaltung ist das nicht der Fall.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Patrick R. schrieb:
> Was ist mit der Verbindung '=== 220µF' gemeint? Ist das ein
> Bauteil, oder gehts nach dem 47Ω direkt in GND in der einen Abzweigung?

Das ist ein Elektrolytkondensator, gemeinhin Elko genannt - also ein 
Bauteil. Er speichert Ladung und sorgt dafür, das der Innenwiderstand 
alter Batterien nicht so wichtig ist.
Das ist ein gepoltes Bauteil. Minus ist am Elko gekennzeichnet und geht 
nach unten im Schaltbild. Plus also an die obere Verbindung zwischen 47 
Ohm und 4,7 Ohm.

: Bearbeitet durch User
von Patrick R. (s710)


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von Konstantin (Gast)


Angehängte Dateien:

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Patrick R. schrieb:
> geprüft mit
> Digitalkamera

Deine fertige Schaltung sollte ungefähr diese Helligkeit erreichen 
(abfotografiert mit einer PENTAX Digitalkamera).

von Stefan F. (Gast)


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> Ah okay. Welchen genau brauch ich da?

Elektrolytkondensator 220µF mit etwas mehr Volt als die 
Versorgungsspannung. Such Dir irgendeinen aus.

von Wolfgang (Gast)


Angehängte Dateien:

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Konstantin schrieb:
> Deine fertige Schaltung sollte ungefähr diese Helligkeit erreichen
> (abfotografiert mit einer PENTAX Digitalkamera).

Du bist mir vielleicht ein Messtechniker. :-(

Wie willst du aus dieser hoffnungslos ausgebrannten Aufnahme eine 
Helligkeitsinformation ableiten?

von Konstantin (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Du bist mir vielleicht ein Messtechniker

Ich bin kein Messtechniker, ich arbeite im Lager bei REWE. Elektronik 
ist nur mein Hobby. Aber Du könntest mal ein paar Zahlen an Dein 
Diagramm malen. Außerdem dient mein Foto nur zur 
Helligkeitsorientierung.

von Stefan F. (Gast)


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> Außerdem dient mein Foto nur zur Helligkeitsorientierung.

Ohne Bezugspunkt ist das vollkommen nutzlos.

von Joachim B. (jar)


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Konstantin schrieb:
> ich arbeite im Lager bei REWE

dann konzentriere dich lieber auf Ablaufdatum bei Joghurt und das Kunden 
bekommen was sie bestellen!

scnr nach einigen Falschlieferungen

von Patrick R. (s710)


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Stefan U. schrieb:
>> Außerdem dient mein Foto nur zur Helligkeitsorientierung.
>
> Ohne Bezugspunkt ist das vollkommen nutzlos.

Zu seiner Verteidigung sehe ich zu dem was ich gesehen habe einen 
Unterschied wie Tag und Nacht ;)

von hinz (Gast)


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von michael_ (Gast)


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Denke ich auch. Schon wegen der hellen Farbe.

Und nochmal.
Was hindert daran, eine alte FB auszuschlachten?
Die liegen doch in jedem Haushalt rum.

https://www.pollin.de/p/fernbedienungen-800184

Damit kann man doch auch Basteln bis zum Abwinken.

von Patrick R. (s710)


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michael_ schrieb:
> Denke ich auch. Schon wegen der hellen Farbe.
>
> Und nochmal.
> Was hindert daran, eine alte FB auszuschlachten?
> Die liegen doch in jedem Haushalt rum.
>
> https://www.pollin.de/p/fernbedienungen-800184
>
> Damit kann man doch auch Basteln bis zum Abwinken.

Hab leider keine zu Hause.

Wäre die LED aus einer FB so viel besser? Wie macht sich das bemerkbar? 
Haltbarkeit, Signalstärke, ... ?

Ich würds jetzt erstmal mit der LED bzw. den LEDs probieren die ich 
habe.

von batman (Gast)


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Du mußt einfach nur den richtigen Vorwiderstand, wie im Tutorial 
einsetzen. Das paßt so für die üblichen IR-Emitter für FB.

von Harald W. (wilhelms)


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Patrick R. schrieb:

> Wäre die LED aus einer FB so viel besser? Wie macht sich das bemerkbar?

Nein, aber Du hast eine Komplettschaltung für den gewünschten Zweck,
wo alle Bauelemente zueinander passen.

von Patrick R. (s710)


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Harald W. schrieb:
> Patrick R. schrieb:
>
>> Wäre die LED aus einer FB so viel besser? Wie macht sich das bemerkbar?
>
> Nein, aber Du hast eine Komplettschaltung für den gewünschten Zweck,
> wo alle Bauelemente zueinander passen.

Ja okay, hab ja fast alles. Rest hol ich nachher für 50ct beim Conrad.

von Wolfgang (Gast)


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Konstantin schrieb:
> Aber Du könntest mal ein paar Zahlen an Dein Diagramm malen.

Was für Zahlen hättest du denn gerne? Reichen dir die 0..255 nicht?
Wie bei Helligkeitshistogrammen üblich, ist auf der Abszisse die 
Helligkeit, normiert auf einen Maximalwert von 255 und auf der Ordinate 
die Häufigkeit im Bild (Maximum normiert auf 255) aufgetragen. 
Ausgebrannt sind Bereiche des Bildes, sobald sich bei der 
Maximalhelligkeit ein Peak zeigt.

von Konstantin (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Ausgebrannt sind Bereiche des Bildes, sobald sich bei der
> Maximalhelligkeit ein Peak zeigt.

Ach soo, das Diagramm zeigt also eine Analyse über mein Bild?

Wolfgang schrieb:
> Wie bei Helligkeitshistogrammen üblich, ist auf der Abszisse die
> Helligkeit, normiert auf einen Maximalwert von 255 und auf der Ordinate
> die Häufigkeit im Bild (Maximum normiert auf 255) aufgetragen.

Na gut. Du hast gewonnen. Aber ich habe immerhin die Infrarotimpulse von 
einer echten handelsüblichen FB abfotografiert, nicht dass da einer 
denkt ich hab da irgendwas fotografiert was einfach nur gut ausschaut. 
Ich habe mich also wenigstens bemüht.   :)

von Patrick R. (s710)


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Okay, alles in allem scheint es jetzt gut zu funktionieren, allerdings 
habe ich ein Problem mit einer Lampe, die ich steuern will.

Schon mit der normalen Fernbedienung ist das eher besch....eiden diese 
Lampe zu steuern, da sie nicht einfach ein- und ausschaltbar ist. Fürs 
einschalten muss man den Knopf 1x drücken, wenn sie ganz aus war etwas 
länger, wenn sie gerade erst ausgeschaltet ist, reicht ein ganz kurzes 
Antippen.
Wenn man sie ausschalten möchte, muss man 1x drücken (dann fängt sie an 
zu dimmen und wird langsam dunkler), kurz Pause, und dann noch 1x 
drücken, dann geht sie aus. Ich hab es auch manchmal, dass ich mit der 
Fernbedienung 3x drücken muss, bis sie ausgeht.

Jetzt hab ich irgendwie versucht, das mit lirc Kommandos nachzubauen, 
aber ich tu mich da echt schwer. Manchmal funktioniert es, und manchmal 
halt nicht.

Ist jetzt einfach die Lampe beschissen, und lässt sich nicht ordentlich 
automatisieren, oder gibts irgendeinen Trick, mit dem ich das besser 
hinbekommen könnte?

von batman (Gast)


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Patrick R. schrieb:
> Jetzt hab ich irgendwie versucht, das mit lirc Kommandos nachzubauen,
> aber ich tu mich da echt schwer. Manchmal funktioniert es, und manchmal
> halt nicht.

Kommt mir bekannt vor. Ist wohl typisch lirc.

von Patrick R. (s710)


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batman schrieb:
> Patrick R. schrieb:
>> Jetzt hab ich irgendwie versucht, das mit lirc Kommandos nachzubauen,
>> aber ich tu mich da echt schwer. Manchmal funktioniert es, und manchmal
>> halt nicht.
>
> Kommt mir bekannt vor. Ist wohl typisch lirc.

Naja, so viel Möglichkeiten gibts mit lirc ja nicht:

- Signal senden 1-n Mal einzeln
- Signal senden START gefolgt von Signal senden STOP

Hatte erst fürs einschalten SEND_ONCE mit count 6, bei höheren Counts 
hat er gleich in den Dimmer geschaltet und die Lampe langsam dunkel/aus 
gemacht.

Und fürs abschalten SEND_ONCE mit count 6, dann 1,5s Pause, dann nochmal 
SEND_ONCE mit count 6.

Funktionierte beim allerersten Mal, seitdem aber mehr schlecht als 
recht.

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