Hallo Ich beschäftige mich gerade mit der Vorwiderstandsauslegung einer RGB LED. Es gibt Anforderungen and die Lichtstärke und auf diese hin möchte ich den Vorwiderstand auslegen. Ich nutze dazu die Werte aus den Kennlinien (siehe Anhang) Dadurch erfahre ich die notwendigen Forward-Current 1. Red: 250mcd --> If-red 17mA Dadurch erfahre ich die notwendigen Forward-Voltage 4. Red: 17mA --> Vf-red 2,0V Nun berechne ich den Vorwiderstand: Vs ist die Versorgungsspannung mit 5V Rs-red = (Vs - Vf-red) / If-red = (5V - 2V)/ 0,017A = 176,5Ω Widerstandswert aus der E24-Reihe: 180Ω Jetzt möchte ich gerne Rückwärtsrechnen und den Strom bzw. die Helligkeit dazu wissen. Wie mach ich das, da sich mit dem Widerstand aus der E-Reihe ein (leicht) anderer "Forward-Current" und somit auch eine andere "Forward-Voltage" einstellt. SG, Knobi
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Hier der richtige Anhang:
Einfach die Formel (ohmsches Gesetz) nach [I] umstellen und den Widerstandwert aus der E-Reihe einsetzen. Mit dem neu gewonnenem Stromwert in die Tabelle reingehen und die Lichtstärke ablesen. Fertig.
Oft braucht man gar nicht so viel Strom wie man denkt. Aber da du die Kennlinie der LED nur grafisch gegeben hast, kannst du keine exakte Berechnung in dem Sinne durchführen. Stattdessen zeichnest du eine Gerade in dein Diagramm. Die geht bei 5V durch die 0mA-Linie, sprich etwas abstrakt: "würden an der LED 5V abfallen, wäre der Strom 0mA, da über den Widerstand 0V abfallen" und genauso kannst du z.B. einen zweiten Punkt der Geraden finden. Bei 180R: "Würden 1.4V an der LED abfallen, also 3.6V am Widerstand, wäre der Strom 20mA". Jetzt zeichnest du eine Gerade durch (1.4V|20mA) und (5V|0mA) und am Schnittpunkt mit der Kurven liest du den Strom ab. Die Steilheit der Kennlinie an der Stelle sorgt natürlich dafür, dass der Unterschied im Strom spürbar ist. Daher brauchst du ja auch den Vorwiderstand. Denk auch an Bauteiltoleranzen, wenn es denn wirklich so genau sein muss ;)
Knobi schrieb: > Jetzt möchte ich gerne Rückwärtsrechnen Variante 1: iterativer Prozess: erst mit der angenommenen Uf rechnen, dann den Strom erhalten, dann nach der Uf für diesen Strom gucken und noch mal rechnen, reicht meistens weil schon die Lurve ja nir ein Schätzwert ist, wird aber um so genauer je öfter man iteriert. Variante 2: (L)Spice rechnen lassen, scheitert meist am zum Diagramm passenden Modell für die LED. Variante 3: graphisch: LED Kurve mit an 5V gespiegelter Widerstandskurve schneiden, Schnittpunkt ist If und Uf. In allen Fällen: Man sollte nicht mit der typischen Kurve rechnen, sondern der minimalen und maximalen, erstens erfährt man so, ob die LED bei Bauelementestreuung überlastet wird (20mAnenn LEDs sind meist bis 30mA belastbar) und zweitens wie sehr die Helligkeit schwankt, vor allem bei Schwankungen der Versorgungsspannung (Batterie).
A. S. schrieb: > und genauso kannst du z.B. einen zweiten Punkt der Geraden finden. Bei > 180R: > > "Würden 1.4V an der LED abfallen, also 3.6V am Widerstand, wäre der > Strom 20mA". Kann man so machen, üblicherweise wählt man für die beiden Punkt jedoch die Leerlaufspannung (hast Du so angegeben: 5V/0mA) und den Kurzschlussstrom. Der wäre hier bei 0V und I=5V/180Ohm=27,8mA.
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MaWin schrieb: > In allen Fällen: Man sollte nicht mit der typischen Kurve rechnen, > sondern der minimalen und maximalen, Grundsätzlich stimme ich Dir zu, nur sind meistens keine anderen als die typische gegeben.
A. S. schrieb: > Oft braucht man gar nicht so viel Strom wie man denkt. absolut richtig. Die Datenblätter geben den Maximalstrom an, das heißt nicht, dass man die LED damit versorgen muss. Es reicht viel weniger für diesselbe Helligkeit. Selbst aus derselben Baureihe ist jede LED anders. Siehe dir das Video an, dort ist das mit praktischen Beispielen erklärt https://www.youtube.com/watch?v=Es0DzvyPd-M
Knobi schrieb: > Jetzt möchte ich gerne Rückwärtsrechnen und den Strom bzw. die > Helligkeit dazu wissen. Exakt geht das wohl nur, wenn du die Gleichungen zu deinen Kurven hättest. ABER: - das sind eh typische Kennlinien, tatsächlich können die Schwankungen deutlich sein. - auch die Temperatur wird eine Rolle spielen - den Helligkeitsunterschied zwischen der Schaltung mit 176,5Ω (auf vier Stellen genau angegeben?) und dem Normwert 180Ω (der ggf. auch 5% Toleranz hat) wirst du nicht erkennen und wird in der Praxis überhaupt keine Rolle spielen. - andernfalls musst du die Helligkeit mit einem geeigneten Gerät messen
A. S. schrieb: > Aber da du die Kennlinie der LED nur grafisch gegeben hast, kannst du > keine exakte Berechnung in dem Sinne durchführen. Aber in recht guter Näherung, wenn man die Shockley-Gleichung verwendet. Die wenigen Parameter sind anhand von wenigen Punkten schnell bestimmt und dann kann man rechnen. https://de.wikipedia.org/wiki/Shockley-Gleichung
Leider kann ich nicht allen Antworten folgen. Ich suche eine theoretische Lösung und nicht, ob der Unterschied zwischen einem 176,5Ω und 180Ω bemerkt wird. Die max. und min. Kurven und die dazugehörigen Formeln wären verfügbar. Michael M. schrieb: > Einfach die Formel (ohmsches Gesetz) nach [I] umstellen und den > Widerstandwert aus der E-Reihe einsetzen. Mit dem neu gewonnenem > Stromwert in die Tabelle reingehen und die Lichtstärke ablesen. Fertig. Einfach umformen wäre doch zu einfach, denn es ändern sich ja zwei Parameter: If und Vf MaWin schrieb: > Variante 3: graphisch: LED Kurve mit an 5V gespiegelter Widerstandskurve > schneiden, Schnittpunkt ist If und Uf. Dies versteh ich leider nicht. Kannst du mir dies nochmals erklären (eventuell mit Skizze) Dies über ein Simulationsmodell zu machen, klingt gut, aber man sollte das Ergebnis doch auch noch selbst prüfen/nachrechnen können. SG, Knobi
Knobi schrieb: > Ich suche eine theoretische Lösung und nicht, ob der Unterschied > zwischen einem 176,5Ω und 180Ω bemerkt wird. Bei mir hat noch nie eine Led in der Theorie geleuchtet. Was ist denn dann dein "theoretisches" Problem? Kannst du die Formel nicht umstellen?
Knobi schrieb: > MaWin schrieb: >> Variante 3: graphisch: LED Kurve mit an 5V gespiegelter Widerstandskurve >> schneiden, Schnittpunkt ist If und Uf. > Dies versteh ich leider nicht. > Kannst du mir dies nochmals erklären (eventuell mit Skizze) Der Link behandelt die Grundlagen http://wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/el-2009/node20.html#SECTION00451000000000000000 Hobbie Robbie fühlt sich angesprochen denn in diesem Beitrag hat Hobbie Robbie sowas gemacht. Beitrag "Re: kleinsmöglicher LED-Vorwiderstand"
Hobbie Robbie schrieb: >> Kannst du mir dies nochmals erklären (eventuell mit Skizze) Hab ein Video rausgesucht, wo das nicht zu theoretisch erklärt wird https://www.youtube.com/watch?v=Nsgpywp3DB4
Knobi schrieb: > Michael M. schrieb: >> Einfach die Formel (ohmsches Gesetz) nach [I] umstellen und den >> Widerstandwert aus der E-Reihe einsetzen. Mit dem neu gewonnenem >> Stromwert in die Tabelle reingehen und die Lichtstärke ablesen. Fertig. > Einfach umformen wäre doch zu einfach, denn es ändern sich ja zwei > Parameter: If und Vf Die kleine Änderung der Spannung in dem Bereich ignoriert man für die Theorie öfters, weil die in der Praxis stark durch Temperatur und Exemplarstreuung beeinflußt wird. Genauer gehts mit KSQ.
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