Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wenn man keine Datenblätter hat Leuchtstärke von LEDs vs Strom?


von Carsten P. (r2pi)


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Hallo,

ich hab mal wieder Beutel, nämlich voller RGB-LEDs. Da sind die üblichen 
Daten hin geschrieben in den Specs, halt Common Cathode (ja, wirklich), 
Spannungen für R, G, B, Strom pro Pfad bitte 20 mA. Aber kein echtes 
Datenblatt mit Kennlinien und Co.

Ich würde jetzt gerne mal wissen, wie hell denn eine LED bei 20 mA im 
Verhältnis zu z.B. 15 mA oder 10 mA wirklich ist. Subjektiv ist das 
leicht auszuprobieren, aber wie ist das objektiv? Gerade habe ich eine 
von den LEDs mal blank über 220R für R, 440R für G und wieder 220R für B 
an 5 Volt angeklemmt, und ich empfinde die Farbe aus nem gewissen 
Abstand als ziemlich "kaltweiß". Und hell.

Bei einfarbigen 3 mm LEDs so zur Kontrolle von irgendwelchen Zuständen 
setz ich bei 5 V eigentlich immer nen 1k davor, egal welche Farbe, ist 
für diese Zwecke hell genug. Aber mit 200 von den RGB-Leds könnte man ja 
lustige Sachen anstellen, etwa ne Laufschrift bauen. So gesehen, zweite 
Frage, wie hoch kann man so eine LED denn "peaken"? (Ja, ich weiß, dass 
es für sowas spezielle Controller gibt, aber das ist ja industrielle 
Fertigung und nicht "Zeitvertreib am Wochenende", und das sollte ein 
solches Projekt für mich ganz bewusst sein.) Ne LED ist ja keine 
Glühbirne, wo man einfach I(t) = U/R(theta(t)) rechnen kann.

PS: Die besagte LED auf dem Steckbrett leuchtet jetzt gut ne Stunde 
fröhlich vor sich hin und ist genau fingerwarm und genauso hell wie am 
Anfang.

: Verschoben durch Moderator
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Carsten P. schrieb:
> wie hell denn eine LED bei 20 mA im Verhältnis zu z.B. 15 mA oder 10 mA
> wirklich ist.
Wenn 20mA 100% Lichtstrom sind, dann kannst du bei 10mA mit 50% 
Lichtstrom rechnen.

Der empfundene, sichtbare "Helligkeitsunterschied" ist dabei aber (wie 
von dir beobachtet) nicht so groß, weil das Auge logarithmisch arbeitet.

: Bearbeitet durch Moderator
von Carsten P. (r2pi)


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Lothar M. schrieb:
> Wenn 20mA 100% Lichtstrom sind, dann kannst du bei 10mA mit 50%
> Lichtstrom.

Also objektiv sind elektrischer Strom und Lichtstrom (Lumen) auch bei 
LEDs linear verknüpft?

von H. H. (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Wenn 20mA 100% Lichtstrom sind, dann kannst du bei 10mA mit 50%
> Lichtstrom rechnen.

Nö, die Größen sind grob proportional. Aber bei hoher 
Stromdichte/Sperrschichttemperatur nimmt der Wirkungsgrad ab.

von MaWin (Gast)


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Carsten P. schrieb:
> Ich würde jetzt gerne mal wissen, wie hell denn eine LED bei 20 mA im
> Verhältnis zu z.B. 15 mA oder 10 mA wirklich ist.

Da du nur Verhältnisse wissen willst: nimm eine Photodiode an einem 
Transimpedanzverstarker und miss damit genau den Photostrom, zumindest 
so genau wie du den LED Strom einstellen kannst.

Es spielt weder das Spektrum noch der Abstand noch die 
Umwandlungseffizienz oder Oberglächenreflektion der Photodiode eine 
Rolle wenn man keine Lux messen will.

Falls man die LEDs im multiplex betreiben will, z.B. mit 100mA 
Spitzenstrom, darf man natürlich keinen Dauerstrom anlegen, sondern 
muss, z.B. 1:20 pulsen und auch so schnell messen.

von Carsten P. (r2pi)


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MaWin schrieb:
> Falls man die LEDs im multiplex betreiben will, z.B. mit 100mA
> Spitzenstrom, darf man natürlich keinen Dauerstrom anlegen, sondern
> muss, z.B. 1:20 pulsen und auch so schnell messen.

Das war ja meine zweite Frage, genau. Und ich würde es eben noch etwas 
genauer wissen wollen. Ist das linear/proportional? Also 20mA Dauerstrom 
sind dasselbe für die LED wie 200mA im Tastverhältnis 1 von 10? So als 
Halbleiter sagt da ne LED doch nicht bei 20A und Tastverhältnis 1 von 
1000 "passt schon"?

von J. S. (pbr85)


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Lothar M. schrieb:
> Carsten P. schrieb:
>> wie hell denn eine LED bei 20 mA im Verhältnis zu z.B. 15 mA oder 10 mA
>> wirklich ist.
> Wenn 20mA 100% Lichtstrom sind, dann kannst du bei 10mA mit 50%
> Lichtstrom rechnen.
>
> Der empfundene, sichtbare "Helligkeitsunterschied" ist dabei aber (wie
> von dir beobachtet) nicht so groß, weil das Auge logarithmisch arbeitet.

20mA ist arg viel für die meisten 3mm und 5mm LEDs, da werden sie schon 
ordentlich heiß. Ergo ist da keine lineare Kennlinie mehr und bei 10mA 
hätte man eher 60% oder so. Erst recht bei RGB, wo man im Extremfall 
gleich das ~3fache hätte.

von J. S. (pbr85)


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Carsten P. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Falls man die LEDs im multiplex betreiben will, z.B. mit 100mA
>> Spitzenstrom, darf man natürlich keinen Dauerstrom anlegen, sondern
>> muss, z.B. 1:20 pulsen und auch so schnell messen.
>
> Das war ja meine zweite Frage, genau. Und ich würde es eben noch etwas
> genauer wissen wollen. Ist das linear/proportional? Also 20mA Dauerstrom
> sind dasselbe für die LED wie 200mA im Tastverhältnis 1 von 10? So als
> Halbleiter sagt da ne LED doch nicht bei 20A und Tastverhältnis 1 von
> 1000 "passt schon"?

Wenn die LED auf Pulsbetrieb optimiert ist, schafft sie das. Viele 
IR-LEDs sind es. Bei den meisten ist doch eher das Verhältnis 3-5 zu 1 
realistisch.

von Carsten P. (r2pi)


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J. S. schrieb:
> Wenn die LED auf Pulsbetrieb optimiert ist, schafft sie das. Viele
> IR-LEDs sind es. Bei den meisten ist doch eher das Verhältnis 3-5 zu 1
> realistisch.

Na, das sind die, die ich hier habe, für den Preis, auch wenn sie aus 
China sind, sicher nicht. Also bei nem Verhältnis von 1 zu 8 dann lieber 
doch keine 160mA ^-^

von Carsten P. (r2pi)


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J. S. schrieb:
> 20mA ist arg viel für die meisten 3mm und 5mm LEDs

Ja, dann ist mein Test ja gerade richtig. Frisch gemessen an R und B ca. 
10mA, an G ca. 6mA. Und immer noch nicht wärmer. Und immer noch sau hell 
=)

von Helge (Gast)


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Wärme von gepulsten LED mit der gleichen Stromsumme ist wesentlich 
höher, weil dann der Innenwiderstand der LED stärker in die 
Leistungsberechnung eingeht. Eine gewöhnliche 20mA-LED mit 200mA in 1:10 
gepulst wird sehr warm, obwohl die Stromsumme über Zeit gleich ist. Grob 
abschätzen: von 20mA x 2V = 40mW sind 10mW Licht, 10mW Wärme. Von 200mA 
x 3V 1:10 sind auch etwa 10mW Licht, aber die restlichen 50mW Wärme.

von MaWin (Gast)


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Carsten P. schrieb:
> Ist das linear/proportional? Also 20mA Dauerstrom sind dasselbe für die
> LED wie 200mA im Tastverhältnis

Nein.

Siehe: https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8

und darin z.B. 
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A500/LED3MMSTGE_LED3MMSTGN_LED3MMSTRT%23KIN.pdf

mit beidem: Helligkeitslimit egal wie biel Strom und überproportionaler 
Steigerung.

von michael_ (Gast)


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Man konnte ja auf die absurde Idee kommen, mal das Licht zu messen.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Die absolut Wahnsinnigen muessen durch einen normale Led einfach 20m 
duechdruecken. Auch wenn 1mA auch genuegen wuerde.

von W.S. (Gast)


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Carsten P. schrieb:
> ich hab mal wieder Beutel, nämlich voller RGB-LEDs. Da sind die üblichen
> Daten hin geschrieben in den Specs, halt Common Cathode (ja, wirklich),
> Spannungen für R, G, B, Strom pro Pfad bitte 20 mA.

Mach's praktisch: Teste alle Leds mit so etwa 5 mA und sortiere die aus, 
die dir dabei zu duster aussehen. Die sind eher für die Mülltonne, weil 
du dich damit bloß herumärgern würdest. Die 20 mA sehe ich heutzutage 
eher als einen Maximalwert an, den man tunlichst nie erreichen oder gar 
überschreiten sollte. Auch nicht beim Multiplexen.

W.S.

von MaWin (Gast)


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W.S. schrieb:
> und sortiere die aus, die dir dabei zu duster aussehen. Die sind eher
> für die Mülltonne, weil du dich damit bloß herumärgern würdest

Wer dumm ist, macht das so.

LEDs die besonders stark bündeln, erscheinen auch besonders hell, 
leider nur von vorne.

Und wenn eine LED bei 5mA effektiver ist, heisst das noch lange nicht 
dass sie auch bei 100mA die andere übertrifft.

von Carsten P. (r2pi)


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michael_ schrieb:
> Man konnte ja auf die absurde Idee kommen, mal das Licht zu messen.

Die Idee ist nicht absurd, aber ich will keine Leuchten in Serie 
produzieren, sprich: Ich habe so ein Messgerät nicht.

von Carsten P. (r2pi)


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Pandur S. schrieb:
> Die absolut Wahnsinnigen muessen durch einen normale Led einfach 20m
> duechdruecken. Auch wenn 1mA auch genuegen wuerde.

Ja, genau das ist ja quasi meine Frage gewesen, auch wenn du es besser 
formuliert hast. Und all die anderen Informationen von euch anderen 
waren auch super hilfreich. Ich teste gerade mit 50mA bei einem 
Tastverhältnis von 1:8, und das sieht ganz gut aus.

Und wie gesagt, wenn ich LEDs einfach als Status-Anzeige benutze, ist da 
auch bei 3,3V mindestens 1k davor. Aber hier geht es ausnahmsweise mal 
um "möglichst hell", was im Zusammenhang mit der Antwort von einem 
Mitglied hier "das Auge nimmt das logarithmisch wahr" nen guten Weg 
ergibt, das ganze weiter aufzudröseln.

Und doch, man muss die Dinger wirklich selektieren und sortieren. 
Jedenfalls diese Fertigungsserie, die ich hier habe, unterscheidet sich 
sichbar im Grün-Anteil, sodass ich da wohl entweder unterschiedliche 
Vorwiderstände oder ne Extra-Berechnung im Code nehmen muss.

von Robert (Gast)


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Carsten P. schrieb:
> Ich würde jetzt gerne mal wissen, wie hell denn eine LED bei 20 mA im
> Verhältnis zu z.B. 15 mA oder 10 mA wirklich ist.
> So gesehen, zweite
> Frage, wie hoch kann man so eine LED denn "peaken"?

beantwortet das deine Fragen?
https://www.youtube.com/watch?v=Es0DzvyPd-M

Bobby

von Carsten P. (r2pi)


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Robert schrieb:
> beantwortet das deine Fragen?
> https://www.youtube.com/watch?v=Es0DzvyPd-M

Aus zweierlei Gründen Nein. Erstens ist meine eigentliche Frage nicht 
beantwortet worden, und zweitens lehne ich es aus Umweltschutzgründen 
kategorisch ab (ja, kannst jetzt jammern und lachen), dass banale Dinge 
in Videos erklärt werden. Der Treibhausgasausstoß des Internets beträgt 
inzwischen 23% aller Emissionen (Quelle: Handelsblatt, nicht unbedingt 
die Gazette von Greenpeace), und davon gehen 80% auf das Konto von 
Videos (Quelle: BR).

von Purzel H. (hacky)


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Aha. Nach ueber 20 Posts erfahren wir, dass es sich um einen indikator 
handelt, nicht darum, etwas zu beleuchten. Ich habe mal probiert... und 
befunden, dass die High Brightness Leds, egal ob im 1206, oder im 3mm, 
oder 5mm Gehaeuse mit 1mA immer noch sehr hell sind. Als Indikator gehen 
auch 100uA noch. Erkennbar sind auch noch 10uA. Meist moechte ich mir 
auch gepulste Zustaende zeigen lassen, moechte also bei einem Duty Cycle 
von vielleicht 1:20 noch etwas sehen. Daher verwende ich vielleicht 
8.2kOhm als Seriewiderstand bei 3.3V. Wenn man ein konstantes Signal 
anzeigen will, gehen auch 20 kOhm.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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michael_ schrieb:

> Man konnte ja auf die absurde Idee kommen, mal das Licht zu messen.

Sofern man absurd genug ist, um eine Ulbrichtkugel zu besitzen.

von Harald W. (wilhelms)


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Carsten P. schrieb:

>> Man konnte ja auf die absurde Idee kommen, mal das Licht zu messen.
>
> Die Idee ist nicht absurd, aber ich will keine Leuchten in Serie
> produzieren, sprich: Ich habe so ein Messgerät nicht.

Nun, ein Fettfleckphotometer ist schnellgebaut. Allerdings misst
man damit die Candela und nicht die Lumen. Man kann so also nur
LEDs mit gleichem Bündelungswinkel vergleichen.

von Werner H. (werner45)


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Wenn man doch mal eine Ulbrichtkugel braucht und keine große Drehbank 
zum Drücken aus einer Blechronde hat:
Fertige Kugeln gibt es in Form eines weggeschmissenen Globus vom 
Wertstoffhof-Restmüll (Mit manchen Sheriffs kann man reden). Kleinere 
Kugeln bis 20 cm gibt es als Dekokugeln im Gartencenter.
Die Kugel muß aufgesägt, lichtdicht vorlackiert, innen weiß gestrichen 
und wieder zusammengefügt werden. Als Ersatz für das weiße Pulver 
Bariumsulfat geht auch stark verdünnte Wandfarbe, weil Titandioxid fast 
die gleiche Reflektivität wie BaSO4 hat. Stark verdünnt bzw. teilweise 
ausgewaschen, damit möglichst wenig Dispersionskleber an der Oberfläche 
stört, mehrere Schichten für reines Weiß.
Gips kann man nicht verwenden, außer man hat eine gute und rein weiße 
Charge erwischt. Gipsverbände können das vielleicht doch erfüllen. Der 
Globus dient dann als Schablone.

von Norbert (Gast)


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Um ein paar LED zu testen finde ich das nicht übertrieben. ;-)

von Carsten P. (r2pi)


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Alles gut, es steht das Fest des Friedens vor der Tür ^^

Und mir ist natürlich auch klar, dass ich die Flankensteilheit eines 
100MHz Signals nicht mit einem 50-€-Taschen-Tumultimeter messen kann. 
Also Danke für alle Eure Tipps und für die (Achtung, noch ein Wortspiel) 
Erhellung ^^, was für eine Wissenschaft das ist, so ein paar LEDs 
wirklich zu vergleichen =)

Frohe Feiertage euch allen.

von Udo S. (urschmitt)


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Carsten P. schrieb:
> Der Treibhausgasausstoß des Internets beträgt
> inzwischen 23% aller Emissionen (Quelle: Handelsblatt, nicht unbedingt
> die Gazette von Greenpeace)

Das kommt mir deutlich zu hoch vor:
ich habe folgende Quelle gefunden die ich für rel. seriös halte:
https://www.spektrum.de/news/das-internet-verbraucht-so-viel-energie-wie-der-flugverkehr/1693692
Da wird von derzeit 1,7 bis 3,7% der globalen Emissionen gesprochen, mit 
Steigerung auf bis zu 8% 2030. Die 23% sind eine (bis zu) worst case 
rechnung für 2030 (Siehe Artikel).

Die Helden der Schlagzeile haben das natürlich dann als Wert genommen 
weils mehr hermacht.

von Carsten P. (r2pi)


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Udo S. schrieb:
> 
https://www.spektrum.de/news/das-internet-verbraucht-so-viel-energie-wie-der-flugverkehr/1693692

Danke für den Link. Schaue ich mir gleich mal an.

Edit: Auch wenn ich schon wohl besser recherchierte Artikel vom Spektrum 
gelesen habe, nehme ich mal an, dass die Zahlen im Groben so stimmen wie 
da angegeben. Verheißt zwar auch nix Gutes, aber immerhin keine 23%.

Nochmal Danke fürs Verlinken!

: Bearbeitet durch User
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