Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ersetzte LEDs flackern nach Tausch und gehen aus


von Martin (d3ca)


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Hallo,
vorweg: Ich bin wirklich Anfänger und habe kaum Durchblick. Sorry! 
Vielleicht hätte ich es deshalb lieber lassen sollen...

Bei meinem RC Crawler wollte ich das vorhandene Lichtset modifizieren 
und die Hauptscheinwerfer von kaltweißen 0805 SMDs auf warmweiße 
umrüsten. Das hat erst mal grundsätzlich funktioniert, aber die neuen 
warmweißen LEDs flackern allesamt und gehen mit der Zeit aus.

Bei dem Modell gibt es für jede Fahrzeugecke eine Platine mit 
aufgelöteten 0805ern, jeweils eine für Blinker, Rücklicht, 
Rückfahrlicht, etc. Also 4 Platinen die per Kabel an einem 
Verteilerboard mit 100 Ohm Vorwiderstand angeschlossen sind. Die 
Frontplatinen haben allerdings 3 weiße LEDs, die wohl parallel 
geschaltet sind. Der Light Controller vom ESC liefert 6V/3A.
Alle LEDs laufen wie vorher, nur die neuen Flackern im selben Rhythmus - 
auch über beide Boards hinweg. (mit nur einem angeschlossenen Board das 
selbe)

Wenn ich das Board durchmesse liegen teilweise nur 1V an der Leitung der 
Hauptscheinwerfer an, dann sind die LEDs auch aus. Im optimalfall hatte 
ich ca. 2.6V, als die LEDs noch leicht flackerten. Die Spannung fällt 
also einfach ab und ich weiß nicht wieso. Gegen Kurzschluss hatte ich 
gemessen (Board und LED einzeln) und hatte überall einen Widerstand. 
Alle anderen LEDs habe ich mal entfernt um eine Überlastung 
auszuschließen.

Mit Widerständen habe ich auch schon experimentiert - laut 
Vorwiderstandsrechner bräuchte ich nur ca. 50 Ohm für die drei parallel 
geschalteten SMDs, keine Veränderung. Ich habe ein Board dann direkt am 
Light Controller mit Vorwiderstand angeschlossen, ohne den Verteiler, 
keine Veränderung.

SMD ist diese: 
https://www.reichelt.de/led-smd-0805-warmweiss-700-mcd-120--slo-smd-n0805-0-p231737.html?&nbc=1

Ich bin wirklich ratlos, was kann ich tun? Was soll ich testen? Die 
einfachste Erklärung wäre, dass ich beim Löten irgendwas zerstört habe - 
aber irgendwie liefen sie ja schon ein paar Minuten ohne Probleme.

: Bearbeitet durch User
von Carypt C. (carypt)


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die led ist ja eine diode, und dioden haben eine diffusionsspannung 
durch die rekombination der pn-dotierung. diese diffusionsspannung kann 
in durchlassrichtung durch angelegte spannung kompensiert werden. 
solange nicht kompensiert ist, leitet die diode noch nicht, der bereich 
der schleusenspannung, ist die schleusenspannung überwunden, leitet die 
diode und ist im bereich der flussspannung. normale silicium dioden 
haben unter last eine schleusenspannung von ca 0,7 volt. also ab 0,7 
volt leitet die diode in durchlassrichtung. leds haben eine 
farben-abhängige schleusenspannung auch schwellenspannung etc genannt, 
zb rot 1,8V, uv 4V. https://www.elektroniktutor.de/bauteilkunde/led.html 
https://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdiode

wie dem auch sei, die schleusenspannung bleibt über der led stehen und 
kann im betrieb an der betriebsspannung gemessen werden, die 2,6 volt.

im kurzschlußfall fällt die betriebsspannung auf null volt, ansonsten 
hängt es auch von der stromlieferfähigkeit der spannungsquelle ab um 
wieviel die klemmen(leer)spannung einbricht, ist der widerstand zu 
klein, sodaß daß stromvermögen der quelle so durchrauschen kann, geht 
die spannung auf null volt (kurzschlußfall-ähnlich). bleibt etwas strom 
übrig bleibt etwas spannung stehen.

also, die led zieht den gesamten strom durch und man sieht nur noch ihre 
schleusenspannung von 2,6 volt. die kaltweißen hatten vielleicht eine 
höhere schleusenspannung und dadurch nicht so viel stromverbrauch, 
weniger leistungsverbrauch. eigentlich bräuchten die leds jede einzelne 
einen vorwiderstand, sonst brennt bei parallelschaltung immer erst die 
schwächste durch, und dann die nächste.

oder stärkere led, oder bessere kühlverbindung, weiß nicht

von Carypt C. (carypt)


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man bräuchte die wirkliche klemmenspannung (leerspannung) der 
versorgung.
du sagst 6V/3A  das sind 18 Watt. die leds brauchen max nur 20mA 
(2,6V*0,02A=0,05Watt).
also 6V minus 2,6V = 3,4V . über die verbleibenden 3,4V dürfen nur 0,02A 
geliefert werden. 3,4V / 0,02A = 170 Ohm (0,068 watt). eine einzelne led 
braucht an 6V mindestens 170 Ohm vorwiderstand. die parallel bräuchten 
also mindestens 56 Ohm, aber parallelschalten ist shit.

von Rolf (rolf22)


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Erstmal die Situation genauer erklären.

Ist es so, dass die Scheinwerfer-LEDs blinken oder aus sind, zur selben 
Zeit aber die Rückleuchten-LEDs normal leuchten?

Und: Kann man die Scheinwerfer-LEDs per Fernsteuerung unabhängig von den 
anderen ein- und ausschalten?

Sind die LEDs über Vorwiderstände direkt an das Netzteil angeschlossen?

Wenn man die Versorgung eine Minute wegnimmt, muss man dann wieder (und 
wie lange?) warten, bis der Fehler erneut auftritt?

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


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Martin schrieb:
> Was soll ich testen?
Ich würde mal die Vorwärtsspannung der ausgebauten und der neuen LEDs 
messen und vergleichen: Labornetzteil auf 10V über 1k Vorwiderstand an 
die LED und dann die Spannung über der leuchtenden LED messen.

> Das hat erst mal grundsätzlich funktioniert, aber die neuen warmweißen
> LEDs flackern allesamt und gehen mit der Zeit aus.
Also es hat erst mal eine Stunde funktioniert und dann flackern alle neu 
verbauten LEDs im selben Takt und sind dann irgendwann aus?

> Die Spannung fällt also einfach ab und ich weiß nicht wieso.
Miss mal die Versorgungsspannung, ob die im selben Rhythmus zappelt. Im 
Zweifelsfall legst du da statt eines Akkus mal definierte 6V aus einem 
Labornetzteil als Versorgung an.

von Udo S. (urschmitt)


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Welcher Strom floss durch die alten Leds?
Welche Daten haben die neuen Leds?
Wie sind die Leds verschaltet?
Einzeln mit Vorwiderstände, parallel mit einem Vorwiderstand, parallel 
an einer Konstantstromquelle, ...

Da der TO das alles wohl nicht weiß, wäre das naheliegende die alten 
Leds soweit noch vorhanden und nicht kaputtgebraten beim Auslöten wieder 
einzubauen und zu messen.

Meine Vermutung:
Leds sind parallel an einer Konstantstromquelle. Neue Leds hatten 
weniger Nennstrom oder waren nicht gepaart, oder sind jetzt so verlötet 
dass sie weniger Wärme an die Leiterplatte los bekommen und sind nach 
und nach den Hitzetod gestorben.

von Martin (d3ca)


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Danke erst mal, dass ihr euch dem angenommen habt.
So ist es, es flackern nur die 6 neu verlöteten LEDs auf beiden Boards - 
alle gleich schnell. Bis sie irgendwann komplett aus gehen. Alle anderen 
LEDs, sogar die Blinker-LED auf dem selben Board, funktioniert tadellos. 
Zusätzlich habe ich auch noch LEDs auf dem Dach die mit Vorwiderstand 
direkt am Light Controller hängen, auch ohne Probleme.
Ich habe sie nach dem Löten schrittweise getestet, also das Board mit 
einer neuen LED, das ganze Board und dann beide. Da hat alles 
funktioniert. Das Flackern begann erst als ich alles eine weile laufen 
hatte, aber keine Stunde - vielleicht 3min. Heiß wurden sie auch nicht.

Steuern kann ich sie schon, es gibt:
1. Standlicht (schwacher Hauptscheinwerfer + Rücklicht)
2. Abblendlicht (starker Hauptscheinwerfer + Rücklicht)
3. 2 + Nebelscheinwerfer (Dach-Licht)
4. 3 + Warnblinker
5. aus

Es ist egal wieviele andere LEDs an sind oder wie hell die weißen LEDs 
leuchten (Mode 1 oder 2), das Flackern bleibt gleich. Auch mit allen 
anderen LEDs abgezogen bleibt das Flackern gleich.

Normalerweise hängen die LEDs an dem 100 Ohm Widerstand auf der 
Verteilerplatine, ich habe sie aber auch schon mit 50 Ohm direkt an den 
Light Controller geschlossen - keine Veränderung.

Für mich ist es schwer zu erkennen wie das alles geschaltet wurde. 
Reihenschaltung würde ja bei 6V nicht funktionieren - deshalb gehe ich 
von Parallelschaltung aus.

Die Versorgungsspannung hat ebenfalls "gezappelt", wie du sagst. Wo sie 
aus waren hatte ich am Board ziemlich genau 1V, was mich irgendwie 
gewundert hat. Bei den Rückleuchten (rot) habe ich z.B. 2,2V, bei den 
Dachleuchten (warmweiß) 2,8V.

Leider habe ich vorher nichts gemessen und ein Labornetzteil besitze ich 
auch nicht. Ich könnte es aber an einem anderen RC Modell mit 6V Light 
Controller probieren. Zweite Alternative, in 2 Wochen bekomme ich noch 
so ein Modell und  könnte da an den Original-LEDs messen.

Die alten LEDs sind leider bereits weg und viele waren auch beschädigt, 
glaube ich. Wenn nicht alle. (war das erste Mal SMD löten für mich, war 
froh die überhaupt abbekommen zu haben)

Die neuen LEDs haben folgende Werte:

Betriebsspannung max.   3,2 V
Vorwärtsstrom max.   20 mA
Datenblatt: 
https://www.reichelt.de/index.html?ACTION=7&LA=3&OPEN=0&INDEX=0&FILENAME=A500%2FSMD0805_ENG_TDS.pdf

Ich habe (natürlich) die hellsten LEDs genommen, die verfügbar waren. 
Wahrscheinlich war vorher eher Standard- oder Billigware verbaut. Ich 
könnte es natürlich noch mal mit "schwächeren" SMDs versuchen.
z.B. 
https://www.reichelt.de/led-smd-2012-0805-warmweiss-400-mcd-120--led-ll-0805-ww-p156362.html?&trstct=pos_2&nbc=1
Allerdings kann ich nicht zuordnen, ob die anderen Werte der LED in 
meinem Fall irgendetwas bewirken.

: Bearbeitet durch User
von Carypt C. (carypt)


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man könnte auch denken, durch einen kurzschluß irgendwo kommt die 
spannungsquelle ins stottern und blinkt. durch den vorwiderstand ist sie 
geschützt, aber die leds dürften dann eigentlich nicht leuchten. wenn 
die leds der kurzschluß sind, also thermisch durchgehen, dann würden sie 
ja noch leuchten denke ich, bis sie kaputt gehen.
die kaltweißen hätten durch eine höhere schleusenspannung auch dadurch 
quasi einen weiteren vorwiderstand mitgebracht, obwohl sie eine höhere 
leistung verkraften hätten können. und auch die spannungsquelle wäre 
dadurch nicht überlastet. man könnte einfach durch eine weitere 
leistungsdiode (ca 1A) im stromkreis die gesamtschleusenspannung 
erhöhen.

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


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Martin schrieb:
> oder wie hell die weißen LEDs leuchten (Mode 1 oder 2)
Augenscheinlich wird die Helligkeit im Mode 1 und 2 über PWM geändert, 
denn

Martin schrieb:
> liegen teilweise nur 1V an der Leitung der Hauptscheinwerfer an

Martin schrieb:
> Leider habe ich vorher nichts gemessen und ein Labornetzteil besitze ich
> auch nicht.
Kannst du eines auftreiben?
Denn die Alternative wäre ein Oszilloskop, mit dem du die Versorgung 
messen könntest...

von Martin (d3ca)


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Lothar M. schrieb:
> Martin schrieb:
>> liegen teilweise nur 1V an der Leitung der Hauptscheinwerfer an

Also die 1V lagen an, als die LED aus war aber an sein "sollte". Nicht, 
als die LEDs ausgeschaltet waren.

Ich habe mir jetzt ein paar bedrahtete 0805 bei Amazon bestellt, die ich 
einfach mal anstelle des Boards in selber Art und Weise anschließe. Wenn 
das funktioniert könnte ich sie versuchen auf die Boards löten. So 
könnte ich herausfinden, ob es an den LEDs oder dem Board liegt.

Nachher probiere ich mal die LEDs an ein anderes Modell zu hängen.

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