Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik suche mini Konstantstromquelle für LED an LiPo


von Malte M. (mrwhitenoise)


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Hallo,


ich bin auf der Suche nach einem Bauteil für folgendes:

eine LED (1,6v 93mA)

soll mit einem 1s lipo Akku betrieben werden
(Spannung geht von 4,2v auf ca 3,5v)


gibt es ein kleines Bauteil was ich da dran machen kann damit die LED 
konstante 1,6 Volt bekommt ?


bin für jeden Tipp dankbar!

von Ach Du Dickes Grockodil! (Gast)


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von Manni (Gast)


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nimm einen Widerstand 27 oder 30 Ohm 1/4 Watt.

von Malte M. (mrwhitenoise)


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vielen Dank für die schnellen Antworten!

die Infoseite aus dem Link habe ich mir angesehen.
soweit ich das als ziemlicher Laie verstehe, könnte ein FET benutzt 
werden.

Allerdings finde ich dort nichts zu dem Fall wo die Spannung der 
Batterie im Betrieb abnimmt. (?)
Ich wüsste nicht welchen FET ich benutzen müsste..

einen 27 Ohm Widerstand war auch meine erste Wahl,
allerdings wurde mir gesagt dass eine Konstantstromquelle besser wäre.


Ich kann leider schwer beurteilen wie gut der 27ohm Widerstand 
funktioniert,
da es eine infrarot-LED ist welche in einem Tracking-System benutzt 
wird.
Es ist recht viel Aufwand um zu bewerten wann die LEDS vielleicht zu 
hell oder zu dunkel sind.

von Mani W. (e-doc)


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Malte M. schrieb:
> da es eine infrarot-LED ist welche in einem Tracking-System benutzt
> wird.

Kannst Du das mal genauer beschreiben, worum es geht?

von A. S. (Gast)


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Malte M. schrieb:
> Ich kann leider schwer beurteilen wie gut der 27ohm Widerstand
> funktioniert,
> da es eine infrarot-LED ist welche in einem Tracking-System benutzt
> wird.

Vielleicht wäre jetzt die Gelegenheit für Details.

Eine Schaltung wurde verlinkt, mit nur einem Widerstand sind's bei 
leerem Akku noch etwa 75% Helligkeit. Reicht das? Und wenn nein, was 
reicht denn?

von J. S. (pbr85)


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Malte M. schrieb:

>
> einen 27 Ohm Widerstand war auch meine erste Wahl,
> allerdings wurde mir gesagt dass eine Konstantstromquelle besser wäre.

Es ist die technisch beste Lösung, ja, aber nicht unbedingt auch eine 
notwendige Lösung. Für viele Fälle, wie Raumbeleuchtung, reicht das auch 
völlig aus, wenn der Widerstand richtig dimensioniert ist (Absinken der 
Flsusspannung bei Erwärmung beachten). Eine KSQ ist da dann oft wie mit 
der Kanone und den Spatzen. Daher sind wie gesagt Details notwendig.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

Z.B. diese hier

https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle

Mit BD139 als T1 und für 93 mA berechnet.

mfG

von Andreas N. (mrnash)


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Hallo Malte,
Spontan fällt mir noch sowas wie der TPS721 oder HT7318 ein.
Aber wie E. S. schon schrieb: möglicherweise ist obige Lösung hier 
ausreichend.
Das lässt sich ohne mehr Details nicht beantworten.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Ich meinte diese mit den beiden NPN.

von Manfred (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Mit BD139 als T1 und für 93 mA berechnet.

1. Welche der diversen Schaltungen?
2. BD139 bei 93mA sollte ich besser nicht kommentieren.

von Malte M. (mrwhitenoise)



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Das ganze soll ein Upgrade für ein Motioncapture System sein.

angehängt sind ein paar Fotos:


es ist quasi ein Ring aus 60 IR-Kameras.
Das Subjekt ;) wird mit Markern versehen welche die Kameras gut sehen 
können.

normalerweise haben die Kameras selbst Ring-Lichter (ir) und die Marker 
reflektieren nur.
Aber nun gibt es verschiedene Teile (z.B. eine Hand) wo die LEDs von 
einem computer gesteuert nach Mustern blinken (nicht sichtbar) und damit 
jede LED eine eigene ID hat. (vom Tracking nicht vertauscht werden 
können)

ich kann nicht aktiven Marker und reflektierende Marker gleichzeitig 
Tracken. (die Qualität leidet dann )

die unkritischen Marker (z.B. Kopf oder Rücken)
möchte ich nun einfach mit konstant-leuchtenden LEDs machen die jede 
einen kleinen Akku haben.


ich hatte gehofft es gäbe etwas wie das hier:
https://www.ebay.de/itm/10-Stuck-20-mA-Mikro-Konstantstromquelle-fur-1-11-LEDs-Miniatur-KSQ-Uin-4-28V/351586753163?hash=item51dc341a8b:g:nDkAAOSwLfRbSYjC


aber eben für meine Werte..

von Karl K. (karl2go)


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Malte M. schrieb:
> eine LED (1,6v 93mA)

Sicher? Bißchen ungewöhnlich viel für eine normale LED.

Malte M. schrieb:
> gibt es ein kleines Bauteil was ich da dran machen kann damit die LED
> konstante 1,6 Volt bekommt ?

Du möchtest ein Bauteil, damit die LED konstanten Strom bekommt. LED 
wollen eine Strombegrenzung haben, sonst würden sie sich Glühlampen 
nennen.

Dein Stichwort ist: Konstantstromquelle. Oder im einfachen Fall: 
Vorwiderstand.

von Vka (Gast)


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Es gibt so kleine Konstantstrom Treiber von Infineon. Z.B. BCR421U
Die haben einen recht hohen Spannungsabfall von 1,5V, das könnte aber 
trotzdem mit der IR LED aufgehen. Dem Akku zuliebe würde ich den Enable 
Pin vom Treiber mit einem kleinen Komparator steuern MCP65R41 und unter 
3,3V abschalten.

von Karl K. (karl2go)


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Malte M. schrieb:
> möchte ich nun einfach mit konstant-leuchtenden LEDs machen die jede
> einen kleinen Akku haben.

Na also, warum nicht gleich so.

Nimm einen Vorwiderstand. Bei der Spannungsänderung von 4.2 auf 3.5V 
ändert sich der Strom von 90 auf 60mA. Entsprechend sinkt die Helligkeit 
des Markers um 33%. Das entspricht einer Abstandsänderung des Objektes 
vom Marker von 16% (Helligkeit sinkt mit Abstandsquadrat), sprich einer 
Änderung von 1m auf 1,16m. Die Änderung des Abstands halt einen höheren 
Einfluss als die Spannungsänderung.

Du hast eventuell ein anderes Problem: Du brauchst eine 
Unterspannungsabschaltung der LED, sonst ziehen sie Deine Akkus (auch 
mit KSQ) in die Tiefentladung. Denn Du siehst den LED (auch mit KSQ) 
nicht an, wenn die 3.5V erreicht sind.

von georg (Gast)


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Malte M. schrieb:
> gibt es ein kleines Bauteil was ich da dran machen kann damit die LED
> konstante 1,6 Volt bekommt ?

Das ist überhaupt keine gute Idee: damit wird der Lithiumakku 
tiefentladen und damit defekt.

Georg

von Hermann (Gast)


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Vka schrieb:
> Es gibt so kleine Konstantstrom Treiber von Infineon. Z.B. BCR421U
> Die haben einen recht hohen Spannungsabfall von 1,5V

Warum nicht einfach den gängigen LM334. Der hat je nach Strom <1V 
Spannungsabfall.

von Harald W. (wilhelms)


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Malte M. schrieb:

> gibt es ein kleines Bauteil

Ein einzelnes Bauteil eher nicht, aber eine passende Schaltung.

> einen 27 Ohm Widerstand war auch meine erste Wahl,

Das wäre zwar das einfachste, würde aber über die Entlade
zeit des Akkus zu einer Abnahme der Helligkeit führen.
Die Frage ist, ob das von Deiner Auswerteschaltung toleriert
würde oder nicht.

> allerdings wurde mir gesagt dass eine Konstantstromquelle besser wäre.

Das stimmt, denn dann würde die Helligkeit gleich bleiben.
Viele Konstantstromquellen (KSQ) haben aber einen grossen
Spannungsabfall, der die Funktion beeinträchtigt. Du brauchst
eine KSQ mit höchstens 1V! Zusätzlich brauchst Du noch eine
Batterieüberwachungseinrichtung, um Deinen Akku vor schädli-
cher Tiefentladung zu schützen.
PS: Eigentlich wurde obiges auch schon von anderen gesagt.
Ich habe noch mal das wichtige zusammengefasst und das un-
wichtige weggelassen.

von Karl K. (karl2go)


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Harald W. schrieb:
> Viele Konstantstromquellen (KSQ) haben aber einen grossen
> Spannungsabfall, der die Funktion beeinträchtigt.

Eine Transistor-Transistor-KSQ hat minimal den Spannungsabfall über der 
messenden BE-Strecke plus ein paar Millivolt für die steuernde 
CE-Strecke. Kommt also locker auf 0.7 bis 0.8V Drop runter.

Bleibt das Problem der Unterspannungsabschaltung, sonst wird der Akku 
bis auf 2V entladen und dann isser put.

von georg (Gast)


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Karl K. schrieb:
> sonst wird der Akku
> bis auf 2V entladen und dann isser put.

Du bist der vierte, der das sagt - ich fürchte allerdings das reicht 
noch immer nicht. Dann lassen wir ihn halt seine LiPos vernichten.

Georg

von Harald W. (wilhelms)


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georg schrieb:

> Du bist der vierte, der das sagt - ich fürchte allerdings das reicht
> noch immer nicht. Dann lassen wir ihn halt seine LiPos vernichten.

Wenn ich mir vorstelle, das diese Konstruktion am Kopf getragen
wird, gibts vielleicht demnächst einen neuen Beitrag für den
Darwin-Award...

von Malte M. (mrwhitenoise)


Angehängte Dateien:

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nochmals Danke für Eure Zeit!

wegen der Tief-Entladung mache ich mir keine Sorgen.
Ich messe einfach regelmäßig die Spannung und nehme am Schluss LiPos mit 
ausreichender Kapazität um locker einen Arbeitstag durch zu halten.

das der Widerstand das einfachste wäre, aber den Nachteil der 
abfallenden Helligkeit mit sich bringt, habe ich verstanden.
Daher eben meine Frage ob es etwas gibt das NICHT diesen Nachteil hat.

Mir wurde eine KSQ empfohlen wie im angehängten Bild.

Nun sagt der eine dass es so ein Teil nicht gibt,
der nächste sagt dass es einen großen Spannungsabfall hat.
und wieder der nächste sagt dass der Spannungsabfall minimal ist.

und dann das typische:
"das ist kein Bauteil sondern eine Schaltung"
oder "BD139 bei 93mA sollte ich besser nicht kommentieren"
oder "das was du suchst nennt sich "Konstantstromquelle""

was soll ich denn mit solchen Aussagen anfangen ???

Ansonsten habe ich u.A. nun folgende Vorschläge:
BF245B oder BD139 oder BCR421U oder TPS721 oder HT7318 oder MCP65R41 
oder LM334

also BITTE Leute:
wenn ich unterwürfig zugebe dass ich ein Laie bin der keine Ahnung hat 
und Hilfe benötigt. - wäre es dann vielleicht möglich mir zu helfen ?

nehme ich mir zu viel vor ??
ich dachte, eine LED an einem Akku zu betreiben sollte machbar sein.

oder sollte ich erstmal weniger komplexe Projekte angehen ?

von Karl (Gast)


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Malte M. schrieb:
> dass ich ein Laie bin der keine Ahnung hat und Hilfe benötigt. - wäre es
> dann vielleicht möglich mir zu helfen ?

Dazu musst Du aber willens sein die Hilfe auch anzunehmen.

NIMM EINEN WIDERSTAND!

Warum wurde oben erklärt.

von Malte M. (mrwhitenoise)


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aber ich benutze doch bereits Widerstände...

die Helligkeit nimmt ab und das möchte ich nicht.



ist es unmöglich ???

ist die Schaltung auf dem Foto ein Fake ??

von Malte M. (mrwhitenoise)


Angehängte Dateien:

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hier..   das ist was ich momentan habe

LED, Lipo, Widerstand (27ohm)

von georg (Gast)


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Malte M. schrieb:
> die Helligkeit nimmt ab und das möchte ich nicht

Will ich nicht! Kreisch, Stampf!! Ich will meine Kinderüberraschung!

Ein Akku hat eine annähenrd konstante Spannung, solange noch Ladung 
verfügbar ist, erst wenn er ziemlich leer ist nimmt die Spannung spürbar 
ab. Dass man das dann sieht ist ja nicht unbedingt schlecht.

Ich schreibe das in dem Bewusstsein, dass für den TO jedes einzelne Wort 
umsonst ist, aber er ist ja nicht der einzige der mitliest (wenn 
überhaupt).

Georg

von Malte M. (mrwhitenoise)


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warum ist für mich jedes einzelne Wort umsonst ?

wurde meine Frage irgendwo beantwortet ?

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

also mit dem Widerstand bist Du fürs erste brauchbar bedient und hast 
sofortigen Nutzwert.

Ein BF245B wird die 93mA wohl kaum alleine schaffen. An Stelle des BD139 
kannst Du auch einen BC337 oder BC338 einsetzen. Bis Du selbst 
verstehst, was Dir die Leute da raten, wirst Du noch einige Bauteile auf 
dem Experimentiertisch brauchen, um Erfahrung zu sammeln. Eine 
Fertiglösung zum Einwurf in Deinen Briefkasten wird wohl keiner hier zum 
Besten geben wollen, obwohl das für viele in wenigen Minuten direkt 
herstellbar wäre.

Die langjährigen Foristen tun sich oft schwer, Anfängern fachlich 
korrekte Antworten zu geben, die sogar von fachfremden Anfängern 
verstanden werden können. Die Zweitransistor-Konstantstromquelle wäre 
das einfachste, was Du als nächsten Schritt aufbauen und verstehen 
könntest.

MfG

von exoc (Gast)


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Malte M. schrieb:
> warum ist für mich jedes einzelne Wort umsonst ?
>
> wurde meine Frage irgendwo beantwortet ?

Ich fürchte, viele hier nutzen das Forum als reinen Zeitvertreib. Die 
wissen einfach nicht, wie hoch der Spannungsabfall an der 
Konstantstromquelle sein wird! Deshalb können sie es dir auch nicht 
sagen, trollen lieber ein wenig herum und fragen dir Löcher in den Bauch 
nach dem Warum, Weshalb, Wieso und was das überhaupt alles soll.

Nun, zur Konstantstromquelle mit Transistoren kann auch ich nichts 
sagen, hätte aber eine alternative Lösung: Der Lithiumakku ist zwar 
modern, aber hier fehl am Platze!
Der Spannungsrückgang während der Entladung ist viel zu groß.
Bei Verwendung von 2 NiCd oder NiMh- Akkus funktioniert die 
Widerstandslösung problemlos, ohne nennenswerte Änderung der Helligkeit, 
weil deren Entladespannung über einen weiten Bereich recht genau 1,2 
Volt beträgt.
Außerdem hätte sich das Problem mit der Tiefentladung auch erledigt, da 
diese  Zellen, insbesondere NiCd, damit viel weniger Probleme haben als 
Lipo.

Leider fürchte ich, daß auch das nicht die Antwort ist, die dir 
gefällt...

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Und LM334 kann doch nur 1 uA bis 10 mA. Also 93 mA ist zu viel. Steht 
das in dem Datenblatt, das Du gelesen hast, nicht so drin?

MfG

von A. S. (Gast)


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Malte M. schrieb:
> Ist die Schaltung auf dem Foto ein Fake ??

Vermutlich nicht, sondern eine Umsetzung einer der verlinkten 
Schaltungen.

Die gibt's auch bei Ali für ein paar Cent im Dutzend, muss man halt 
finden, auf den spgsabfall achten und ggf. Ein Widerstand anpassen für 
den Strom.

von EGS (Gast)


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von Manfred (Gast)


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exoc schrieb:
> Der Lithiumakku ist zwar modern, aber hier fehl am Platze!
> Der Spannungsrückgang während der Entladung ist viel zu groß.

> Leider fürchte ich, daß auch das nicht die Antwort ist, die dir
> gefällt...

Nicht nur ihm - die ist unsinnig. Ein ordentlicher Li-Akku bewegt sich 
recht lange zwischen 3,8 und 3,6 Volt, darauf kann man den Widerstand 
rechnen und gut ist.

von Andre (Gast)


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Manfred schrieb:
> Nicht nur ihm - die ist unsinnig. Ein ordentlicher Li-Akku bewegt sich
> recht lange zwischen 3,8 und 3,6 Volt, darauf kann man den Widerstand
> rechnen und gut ist.

Das wird nix. Zumindest nix gutes!

Arbeitsbeginn: Frischen LiPo aus dem Ladegerät anschließen, LED gibt 
Vollgas und die Kamera kalibriert sich darauf.
Bis dann alles an Ort & Stelle ist hat der Akku seine 3,8V erreicht und 
die Werte stimmen nicht mehr. Ob dem seine Kennlinie mit Alterung so 
flach bleibt ist auch fraglich.

Was versperrt ihr euch so gegen ein Cent-teures Bauteil das alle 
Probleme löst?
Dazu noch den erwähnten Komparator an den Enable-Pin und man kann so 
einen Aufsatz auch mal nach Feierabend vergessen ohne einen Akku zu 
zerstören.
Wahrscheinlich kommen gleich noch die Schlaumeier ums Eck, die einen 
Akku  mit Vorwiderstand und der Schutzschaltung am Pack als "Laderegler" 
aufladen.

Macht euren Job doch bitte richtig oder lasst es. Von Malte würde auch 
niemand halbgare 3D-Daten abkaufen wenn er seine Kamera mit Gaffa an die 
Wand pappt, weil hält ja und über den Arbeitstag fallen die schon nicht 
ab...

von Malte M. (mrwhitenoise)


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ok danke.

ja Christian, das ist nachvollziehbar.

Offenbar muss ich mich selbst etwas mehr mit der Materie beschäftigen 
und erst ein paar grundsätzliche Basics lernen.

und wie gesagt, ein 27ohm Widerstand war bereits mein erster Versuch.
Ich habe es probiert, aber mir hat nicht gefallen dass die LED am Anfang 
heller ist als die Referenz, und später dann dunkler.
(nochmal: es ist eine infrarot led für ein tracking system.. es geht 
nicht um Ästhetik oder so einen Quatsch, sondern darum dass es bei einer 
bestimmten Helligkeit optimal funktioniert.
Ich habe eine Kamera wo sich der infrarot-filter weg-schalten lässt, 
falls jemand sich fragt wie ich die Helligkeit überhaupt sehen konnte)

exoc, ich würde grundsätzlich auch andere Akkus nehmen.
aber es ist recht wichtig dass das ganze möglichst klein und simpel 
bleibt.
ich brauche 44 Stück für einen Menschen..
für 2 Menschen mit ein paar Backup-LEDS also 100.

EGS, danke für die Links.
Die hätte ich nicht in 30 Sekunden gefunden..  vielleicht in 30 Stunden.


ich schaue mir das alles nochmal in ruhe an,
bestelle ein paar teile zum ausprobieren.. und so weiter..

nochmal danke.
irgendwie wird mir das alles weiter helfen,
auch wenn es etwas frustrierend ist dass diese scheinbar so einfache 
Sache nicht so leicht zu beantworten ist.

von Karl K. (karl2go)


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Malte M. schrieb:
> die Helligkeit nimmt ab und das möchte ich nicht.

Hab ich doch oben vorgerechnet. Die Helligkeitsabnahme über den 
Spannungsbereich bis 3.5V runter entspricht einer Abstandsänderung von 
16%. Du monitorst bewegliche Objekte, die werden sich sicher mehr als 
16% (16cm bei 1m Abstand) von der Kamera wegbewegen. Also musst Du 
sowieso eine Reserve einrechnen. Und dem Bild nach ist die Lichtquelle 
auch hell genug.

=> Die Helligkeitsänderung ist an dieser Stelle völlig wumpe.

NIMM EINEN WIDERSTAND!

Christian S. schrieb:
> Ein BF245B wird die 93mA wohl kaum alleine schaffen. An Stelle des BD139
> kannst Du auch einen BC337 oder BC338 einsetzen.

Kann denn hier keiner rechnen?

Akku 4.2V
LED 1.6V
Shunt 0.7V
bleiben bei vollem Akku 1,9V, die der Transistor verbraten muss. Sind 
bei 90mA etwa 170mW. Ein Sot23 kann 300mW.

=> Geht. Man muss nur den Shuntwiderstand einer 20mA Konstantstromquelle 
auf 1/5 verringern. Bei einer Shuntspannung von 0,7V muss der Widerstand 
für 20mA 35ohm sein. Da auf der Platine kein Widerstand in dieser 
Größenordnung ist, vermute ich das Bild ist falsch.

Der resultierende Widerstand für 90mA muss 8ohm sein. Dazu löte man über 
den 35ohm (real wahrscheinlich 33ohm) Widerstand einen 10ohm Widerstand.

Allerdings ist diese

Malte M. schrieb:
> ich hatte gehofft es gäbe etwas wie das hier:
> Ebay-Artikel Nr. 351586753163

KSQ nicht geeignet, denn sie bezieht den Basisstrom nach der LED. Damit 
kann sie nicht weit genug runterregeln. Eine geeignete Schaltung greift 
den Basisstrom vor der LED ab. Allerdings hab ich so eine KSQ noch nicht 
fertig gesehen.

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