Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strombegrenzung für LEDs


von Jonas (Gast)


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Moin,
ich suche eine simple Lösung für eine Strombegrenzung im DC Bereich bis 
25V, welche möglichst Kostengünstig und klein ist.
Am besten nur ein Transistor und Widerstand. Der Strom sollte von 0-50mA 
einstellbar sein, die Genauigkeit ist erstmal irrelevant. Hintergrund 
ist die Beleuchtung von Wagen in Spur N, die wird von Kondensatoren 
gegen Flackern gepuffert und variiert dadurch natürlich bei Lücken in 
den Versorgung schnell die Helligkeit. Da wäre ne einfache 
Konstantstromquelle statt eines Vorwiderstandes super. Könnt ihr mir was 
empfehlen?

Viele Grüße
Jonas

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Bis 10mA mit JFET (J300) und einem Widerstand.

Darüber geht es nur mit Mehraufwand an Bauteilen.

von Carsten-Peter C. (carsten-p)


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Hallo,
ich habe gute Erfahrungen mit dem DN2540 gemacht. Gate gegen Minus und 
einen Widerstand zwischen Source und Minus. Damit hat man einen 
Konstantrtrom am Drain. Gruß Carsten

von Schlaumaier (Gast)


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Jonas schrieb:
> Hintergrund
> ist die Beleuchtung von Wagen in Spur N, die wird von Kondensatoren
> gegen Flackern gepuffert und variiert dadurch natürlich bei Lücken in
> den Versorgung schnell die Helligkeit.

Fährst du analog o. Digital.

Das ist für die Schaltung sehr wichtig.

von Stromberg B. (Gast)


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Mit einem normalen NPN-Transistor (BC337) und 3 Widerständen geht es 
auch. Der 470R Widerstand im Kollektor wird durch die LED ersetzt und R2 
wird durch einen 5k Trimmer ausgetauscht.

von Stromberg B. (Gast)


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Nachtrag. Ich sehe gerade, dass sich die Betriebsspannung ändert, dann 
funktioniert die Schaltung doch nicht.

Jonas schrieb:
> ...und variiert dadurch natürlich bei Lücken in den Versorgung

Es sei denn man ersetzt R2 durch eine LED und legt den 390R Widerstand 
als Trimmer aus (z.B. 1k). Dann lässt sich der Strom aber nicht bis auf 
0mA runter regeln.

von Klaus R. (klara)


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Jonas schrieb:
> Hintergrund
> ist die Beleuchtung von Wagen in Spur N, die wird von Kondensatoren
> gegen Flackern gepuffert und variiert dadurch natürlich bei Lücken in
> den Versorgung schnell die Helligkeit.

Ich würde zusätzlich moderne, sparsame LEDs einsetzen. Wenn die LEDs mit 
20 mA und mehr versorgt werden, dann müssen die Elkos schon mehr 
puffern.
mfg klaus

von Schlaumaier (Gast)


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Stromberg B. schrieb:
> Nachtrag. Ich sehe gerade, dass sich die Betriebsspannung ändert, dann
> funktioniert die Schaltung doch nicht.

Deshalb meine Frage.

Bei Analog-Betrieb wird die Geschwindigkeit der Lok durch die geänderte 
Spannung geändert.

Bei Digital-Betrieb ist die Spannung im Gleis immer gleich. Es werden 
Signale im Strom mitgesendet die der "Lok"-Decoder ausliest, also 
Geschwindigkeit von 0 - 255. Andere Befehle (Licht an, Rauch an, Krach 
an) sind auch möglich.

Diesen Lok-Dekoder kann man in einfacher Form auch in die Wagen 
einbauen. Was dazu führt das man am Pult die Beleuchtung jedes Wagens 
ändern kann.

Sein Flackern kommt durch unsauberen Kontakt der Schienen zum den 
Rädern. Entweder dreckig oder schlecht verbaut.

Und JA man kann beides kompensieren. Ist halt ein Unterschied wie ich 
das machen muss.

von Eberhard H. (sepic) Benutzerseite


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Jonas schrieb:
> ich suche eine simple Lösung für eine Strombegrenzung im DC Bereich bis
> 25V, welche möglichst Kostengünstig und klein ist.

Entweder einfach per LDO (äquivalente Ausführungen gibt es von allerlei 
Herstellern) in einem SOT-23-Gehäuse: 
http://www.led-treiber.de/html/lineare_treiber.html#MIC5233

Oder per NPN/PNP-Doppel-Transistor, ebenfalls in kleinen SMD-Gehäusen: 
http://www.led-treiber.de/html/lineare_treiber.html#Mini-LED

von MaWin (Gast)


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Jonas schrieb:
> Da wäre ne einfache Konstantstromquelle statt eines Vorwiderstandes
> super. Könnt ihr mir was empfehlen?

z.B.http://www.datasheetdir.com/S8200+LED-Drivers

aber du willst wohl nicht nur 1 LED betreiben, und einstellbar, soll da 
ein Poti in den Waggon ? Du wirst dir doch einen Festwiderstand 
aussuchen.
1
        LED  LED       LED     LED
2
     +--|<|--|<|--...--|<|--+--|<|--+-- +
3
     |                      |       |
4
 NPN >|------+              |       |
5
    E|       |              |      180R
6
     |       |              |       |
7
    180R     |              |       |E
8
     |       |              +------|< PNP
9
     |       |                      |
10
 - --+--|<|--+--|<|--...--|<|--|<|--+
11
        LED     LED       LED  LED
hat sich in der Modelleisenbahn bewährt.

von Harald W. (wilhelms)


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Stromberg B. schrieb:

> Nachtrag. Ich sehe gerade, dass sich die Betriebsspannung ändert,
> dann funktioniert die Schaltung doch nicht.

Ja, bei konstanter Betriebsspannung würde ein einfacher
Widerstand reichen.

von Ingo W. (uebrig) Benutzerseite


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Wenn statt Transistor ein anderer Dreibeiner erlaubt wäre, würde ich den 
LM317 vorschlagen. Zusammen mit einem Widerstand, bekommt man auch eine 
KSQ hin. Nachteilig ist lediglich der minimale Spannungsabfall von etwa 
3-5V

von Harald W. (wilhelms)


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Ingo W. schrieb:

> Wenn statt Transistor ein anderer Dreibeiner erlaubt wäre, würde ich den
> LM317 vorschlagen. Zusammen mit einem Widerstand, bekommt man auch eine
> KSQ hin. Nachteilig ist lediglich der minimale Spannungsabfall von etwa
> 3-5V

...und das solche KSQs normalerweise erst ab 5...10mA funktionieren.

von Carsten-Peter C. (carsten-p)


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Hallo,
um noch mal auf eine einfache Schaltung zurückzukommen, habe ich das 
noch mal gezeichnet. R1 bestimmt den Strom. Die Spannungswerte kann man 
ja gut ablesen.
Gruß Carsten

von Tüddel (Gast)


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Wie wäre es mit einer Strombegrenzung per Diode? 
https://diotec.com/de/produktliste.html?productfamily=C
Ein Bauteil reicht theoretisch neben der LED 😉

von xcvbnm (Gast)


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Schlaumaier schrieb:
> Und JA man kann beides kompensieren. Ist halt ein Unterschied wie ich
> das machen muss.

Allerdings.

Obwohl man einen kleinen Switcher vielleicht so bauen könnte, daß er
in beiden Fällen mit weitem Eingangsspannungsbereich als KSQ arbeitet.
Auch mit geringerem Mindeststrom und Mindestspannungsfall als LM317.

Widerspricht bloß ganz stark "will wenig Teileaufwand".

von MaWin (Gast)


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Tüddel schrieb:
> Wie wäre es mit einer Strombegrenzung per Diode

Hmm...

Jonas schrieb:
> Der Strom sollte von 0-50mA einstellbar sein,

von Tüddel (Gast)


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Einstellen war nicht genauer beschrieben... Ggf. in Abhängigkeit vom 
Wunschstrom eine passende Diode bestücken oder generell mehrere kleine 
parallel vorsehen (viel Strom) und dann dekrementsl weg nehmen...

von Jonas (Gast)


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Moin, danke für eure Antworten.
Dank Corona, durfte ich die letzten Tage im Krankenhaus verbringen und 
bin jetzt langsam wieder fähig genug, den PC zu nutzen. (Langeweile 
kommt auf)

Es wird digital gesteuert (konstante Spannung), aber natürlich gibt es 
immer wieder mal eine Unterbrechung zwischen Gleis und Wagen/Lok.

Damit die Innen oder Front Beleuchtung nicht flackert, nutzt man gerne 
einen Energiespeicher im Zug. Wenn die Spannung am C abfällt, wird die 
Beleuchtung zwangsweise auch dunkler bei festem Vorwiderstand. Bei 
Frontbeleuchtung fällt das eher nicht auf, bei längeren Triebzügen und 
der Innenbeleuchtung schon. (Es gibt sicherlich einige, denen das nicht 
auffällt, aber ich sehe das :D)

Daher eine Stromquelle, die über einen möglichst großen 
Spannungsbereich, insbesondere im Bereich von >0-25V, möglichst lange 
einen konst. Strom fließen lässt.

Da das Ganze anstatt eines Vorwiderstandes genutzt wird, soll es 
möglichst simpel aufgebaut werden. Am besten 1 Transistor + 1 
Widerstand.

2 Lösungen wurden oben ja schon genannt, danke!


Viele Grüße
Jonas

von Rainer V. (a_zip)


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Am besten baust du in jeden Wagen einen (abgespeckten) Dekoder mit 
ordentlich Elko-Pufferung. Alles andere ist sinnlos...weil du in diesem 
Fall nur Elkos durch größere Elkos ersetzen kannst. Und wenn du so viele 
Kontaktprobleme hast, dann solltest du vielleicht da mal dran arbeiten!
Gruß Rainer

von Tilo R. (joey5337) Benutzerseite


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Es gibt inzwischen ganz einfache Konstantstromquellen mit nur 2 
Anschlüssen.
z.B.
https://www.reichelt.de/led-treiber-1-kanal-sod-123-nsi-45020-at1g-p189099.html?search=NSI+45020+AT1G

+ Brückengleichrichter + Kondensator und du wärst fertig.

von Rainer V. (a_zip)


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Tilo R. schrieb:
> + Brückengleichrichter + Kondensator und du wärst fertig.

Er hat aber jede Menge LED's in seinen Wagen und offensichtlich 
erhebliche Ausfälle der Stromversorgung! Stichwort Kontaktprobleme. Da 
muß man anders drangehen. Und man braucht noch ein paar mehr Infos...
Gruß Rainer

von Jonas (Gast)


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Moin,
es gibt immer irgendwo mal eine Unterbrechung. Herzstück, Schienenstoß, 
Staub, was auch immer. In den Wagen sind derzeit Gleichrichter und 
Kondensatoren und teils Selbstbaudecoder verbaut. Das hilft aber alles 
nicht, wenn die Spannung am Kondensator abfällt, daher eine konstante 
Stromquelle, welche ein auf und abdimmen der Beleuchtung verhindert. Ist 
doch irgendwie cooler als den ganzen Wagen voll mit C zu packen und zu 
hoffen, dass man es dann nicht sieht.

@Tilo, leider aber nicht einstellbar. Ich würde am liebsten einen 
Transistor mit R oder Poti nehmen, um überall das Gleiche einzubauen, 
egal ob 1 LED oder 50 und egal wie hell es werden soll.


Viele Grüße
Jonas

von Manfred (Gast)


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Jonas schrieb:
> Ich würde am liebsten einen
> Transistor mit R oder Poti nehmen, um überall das Gleiche einzubauen,
> egal ob 1 LED oder 50 und egal wie hell es werden soll.

Es kommt auf den Strom an, der LM317 als Stromquelle beschaltet könnte 
ein Kandidat sein.

"egal ob 1 LED oder 50" kann nicht wirklich ernst gemeint sein, mit 
maximal 25 Volt plus Pufferelko scheinen mir mehr als 5 LEDs in Reihe 
nicht realistisch.

von Jonas (Gast)


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@Manfred

Die Leds werden parallel betrieben. Je nach Installation haben sie noch 
selber Vorwiderstände. Der Gesamtstrom liegt dabei immer unter dem 
Maximalstrom einer LED, das geht schon ;) Wie schon weiter oben 
geschrieben, eignet sich ein LM317 aufgrund des hohen Stroms eher nicht, 
0,5mA als unteres Limit wäre schon nett.


Viele Grüße
Jonas

von Rainer V. (a_zip)


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Ich sehe nicht, wie du die Aussetzer mit einer Stromquelle in den Griff 
kriegen willst. Bei Spur-N hast du vielleicht 15V ohne Last am örtlichen 
Gleichrichter. Dein Booster wird 3 oder max 5A haben, von denen die Lok 
eines Zugs gut 500mA wegnimmt. Nun hast du noch x Led's in den Wagen und 
überall ist rasch Strom zu wenig, wenn die Aussetzer kommen. Außer 
wirklich reichlich Elkos, sehe ich da keine Lösung. Und wenn dich schon 
jetzt Helligkeitsunterschiede der einzelnen Led's stören, dann bleibt 
dir leider nur eine Vorabselektion, denn die sind auch bei gleichem 
Strom nicht wirklich alle gleich hell! Viel Spass beim Basteln...
Rainer

von Rainer V. (a_zip)


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Jonas schrieb:
> eignet sich ein LM317 aufgrund des hohen Stroms eher nicht,
> 0,5mA als unteres Limit wäre schon nett.

Das verstehe ich nun überhaupt nicht!

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