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Hallo Community

Da ich nun etwas angetan war von der Freetrack Methode ,habe ich jetzt vor ,mir etwas ähnliches zubauen. Habe mir überlegt es mit folgenden Bauteilen zu bauen : http://www.conrad.de/ce/de/product/183338/LED-Sortiment-870-nm-925-nm-5-mm-radial-bedrahtet-Kemo-S081

 

http://www.conrad.de/ce/de/product/486040/Hammond-Electronics-Batteriehalter-Kunststoff-Schwarz-2-x-AAA

 

http://www.conrad.de/ce/de/product/604956/Litze-LiY-1-x-014-mm-Blau-Conrad-SH1880-10-m

 

Ich habe mir eine Live Cam Sync HD gekauft die ich mit negativ Film überkleben werde. Leider habe ich keine Lötstation ,so wollte ich versuchen die Kabel mithilfe von Klebeband zu umwickeln und so den Kontakt zu festigen. Sollte das nicht klappen werde ich mich an einen Freund wenden müssen ,der etwas weiter wegwohnt,aber eine Lötstation besitzt. Meine Frage wäre jetzt ob ich vor die Leds noch einen Vorwiderstand schließen muss bei zwei AAA Batterien und wenn ja welchen.

Posted (edited)
Meine Frage wäre jetzt ob ich vor die Leds noch einen Vorwiderstand schließen muss bei zwei AAA Batterien und wenn ja welchen.

 

Ja, du brauchst einen Vorwiderstand. Eine Batterie kann mehrere Ampere liefern, deine LED möchte i.d.R. nur 20 Milliampere (steht im Datasheet). Die LED wird nicht unbedingt sofort durchbrennen, wenn du den Vorwiderstand weglässt, aber es wird ihre "Lebenszeit" deutlich verkürzen. Außerdem würden die Batterien sehr schnell leergezogen. Die Situation ohne Vorwiderstand kommt auch einem Kurzschluss sehr nahe, und Batterien mögen es gar nicht, kurzgeschlossen zu werden.

 

Um den Wert eines Vorwiderstands zu berechnen, brauchst du die folgenden Werte:

  • Versorgungsspannung Vcc
  • Vorwärtsspannung V_f ("forward voltage") der LED (Datasheet)
  • Den Vorwärtsstrom I_f ("continuous forward current"), für den die LED ausgelegt ist

Wenn du kein Datasheet hast, kannst du die Werte auch messen.

 

Der Widerstandswert berechnet sich dann so:

R = (Vcc - V_f) / I_f

 

Die Versorgungsspannung ist für zwei voll geladene AA-Batterien 2x 1.5V = 3V, für zwei Akkus wäre es 2x 1.2V = 2.4V. Dein Problem ist jetzt, dass die Spannung abnimmt, wenn sich die Batterien entladen. Um das Problem zu lösen, gibt es viele Möglichkeiten.

 

Eine Möglichkeit wäre, sich mit einem LM317 und einem Widerstand eine Konstantstromquelle zu bauen (google "lm317 constant current circuit").

 

Eine andere Idee ist, die Spannung zuerst mit einem billigen Notfall-Handy-Ladegerät (2xAA auf USB 5V) auf einen festen Wert zu bringen (etwas ineffizienter, aber ein Bauteil weniger einzulöten und der Batteriehalter ist auch integriert).

 

EDIT / PS:

Wenn du mehr als eine LED versorgen willst, gibt es zwei Möglichkeiten:

(1) Parallelschaltung, dann braucht jede LED einen eigenen Vorwiderstand (oder Konstantstromquelle)!

(2) Reihenschaltung, dann berechnet sich der Vorwiderstand für n gleiche in Reihe geschaltete LEDs als R = (Vcc - (n*V_f)) / I_f. Das ist die bessere Option, weil so weniger Energie im Widerstand oder LM317 verheizt wird.

 

PS2: Wenn du nicht gerade öfter mit Elektronik bastelst oder ein komplettes Simpit bauen willst, musst du auch keine 50 bis 100 Euro für eine Lötstation ausgeben, der ungeregelte 30 Watt-Kolben aus dem 12 € Starter-Set tut's auch. Das Ding benutze ich hier seit mehreren Jahren. Es kann kein bleifreies Lötzinn verarbeiten (nicht heiß genug) und ist nerviger zu benutzen als eine gute Lötstation (längere Anheizphase, das Kabel ist nicht so flexibel, etc), aber am Ende sind die Drähte genauso zusammengelötet, auch wenn's zwei Minuten länger gedauert hat.

Edited by [FSF]Ian
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zum thema löten:

 

sowas hier reicht in der regel komplett aus, dazu den lötzin und fett, ne alte kachel zum drauf arbeiten und auf gehts ;)

 

viel erfolg,

RR

[sIGPIC][/sIGPIC]

"There's nothing to be gained by second guessing yourself.

You can't remake the past, so look ahead... or risk being left behind."

 

Noli Timere Messorem

"No matter how fast light travels, it finds the darkness has always been there first, and is waiting for it."

Terry Pratchett

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Ian;2447152']...

(2) Reihenschaltung, dann berechnet sich der Vorwiderstand für n gleiche in Reihe geschaltete LEDs als R = (Vcc - (n*V_f)) / I_f. Das ist die bessere Option, weil so weniger Energie im Widerstand oder LM317 verheizt wird.

...

Habe mir das jetzt alles mal angeguckt und den Lötkolben mit in den Warenkorb. Ich habe jetzt die IR LEd gewechselt und bin zu dieser gekommen:http://www.conrad.de/ce/de/product/153831/IR-Emitter-880-nm-40-5-mm-radial-bedrahtet-Osram-Components-SFH-485-P

 

Die Gleichung müsste jetzt so ein oder ? (3-(3*3))/100= -0,06 . Bei den V_f Wert war ich mir nicht sicher welchen Wert ich nehmen muss,da ich relativ wenig ahnung habe von dem was auf den Zettel stande. Der andere Wert wäre 1,5 gewesen. Da würde ich dich bitte mir nochmal zuhelfen und mir dann sagen welcher Widerstand es wäre. Ausserdem: könnte ich auch auf den LM317 verzichten ?

 

 

Für den Filter nehme ich jetzt höchstwahrscheinlich eine Diskette auseinander http://www.conrad.de/ce/de/product/417512/35-Diskette-144-MB-Xlyne-9010000-10-St?ref=searchDetail

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Sehr interessant ich werde mir wahrscheinlich eine alte Cap suchen und die Leds draufmontieren. Aufjedenfall freue ich mich schon auf das Ergebnis.

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Habe mir das jetzt alles mal angeguckt und den Lötkolben mit in den Warenkorb. Ich habe jetzt die IR LEd gewechselt und bin zu dieser gekommen:http://www.conrad.de/ce/de/product/153831/IR-Emitter-880-nm-40-5-mm-radial-bedrahtet-Osram-Components-SFH-485-P

 

Das Datasheet ist ein bisschen komplizierter zu lesen, weil die LED für Fernbedienungen gedacht sind, in denen die LEDs i.d.R. nur kurz gepulst werden. Daher gelten einige Angaben nur für eine bestimmte Betriebsdauer ("t_p = 20 ms" heißt, dass die Angabe nur die ersten 20 ms nach dem Einschalten gilt).

 

Die Antworten zu dieser Frage auf electronics.stackexchange.com erklären, was man beachten muss.

(Disclaimer: ich berechne sowas auch gerade zum ersten mal.)

 

Relevante Werte aus dem Datasheet:

 

Aus den "maximum ratings":

(Max. ) forward current I_F = 100 mA

(Max.) power dissipation = 200 mA

Wärmewiderstand: 375 K/W (Achtung: gilt nur, wenn der Abstand zur Leiterplatte weniger als 1 cm ist, damit die Wärme über die Beinchen an die Leiterplatte abgegeben werden kann)

Max. junction temperature: 100 °C

 

Aus den "characteristics":

Forward voltage (I_F = 100mA, t_p = 20ms): typ. 1.5V, max. 1.8V

 

Wir wollen die LED dauerhaft betreiben. Erste Einschränkung: max. forward current = 100 mA. Bei der dafür maximal möglichen V_F von 1.8V würden in der LED 1.8V*100mA = 180 mA in Wärme umgesetzt. Das ist weniger als die max. power dissipation von 200 mA, also macht die uns keine Probleme. Bei 180 mA erwärmt sich die LED um 180mA*375K/W = 67.5 °C. Das ist 32.5° unter der max. junction temperature, die Raumtemperatur darf dann also nicht über 32.5 °C sein. Sollte kein Problem sein, besonders weil wir hier vom Worst Case (dem Einschaltzeitpunkt) ausgehen und die forward voltage (und damit die umgesetzte Leistung) noch etwas abnimmt, wenn sich die LED erwärmt. Da die LEDs einzeln platziert sind, müssen wir uns keine Sorgen machen, dass andere Schaltungskomponenten die Umgebungsluft der LED weiter aufheizen.

 

Wir haben jetzt also festgestellt, dass wir die LED mit 100 mA dauerhaft betreiben können. Jetzt brauchen wir nur noch eine 100 mA Konstantstromquelle. Normalerweise baut man sich die mit dem Vorwiderstand aus seiner festen Versorgungsspannung. Problem: unsere Versorgnungsspannung ist variabel -- 3V bei vollen Batterien, ca. 2V bei fast leeren. Für 3V berechnet sich der Vorwiderstand für eine LED zu 12 Ohm, für 2V wären es nur noch 2 Ohm!

 

Die Lösung mit dem LM317 funktioniert leider auch nicht -- ich hab nochmal ins Datasheet geschaut. Der LM317 hat bei 100 mA eine "dropout voltage" zwischen 1.5 und 2 V, d.h. die Ausgangsspannung ist entsprechend kleiner als die Eingangsspannung. Damit leuchtet die LED nicht mehr bei 3V Versorgungsspannung.

 

Die einfachste Lösung ist, als Versorgungsspannung 5V zu nehmen (über USB-Kabel oder "drahtlos" vom Notfall-Handy-Ladegerät) und dann die LEDs parallel zu schalten (mit jeweils einem 33 ohm Vorwiderstand).

 

 

 

Die Gleichung müsste jetzt so ein oder ? (3-(3*3))/100= -0,06 . Bei den V_f Wert war ich mir nicht sicher welchen Wert ich nehmen muss,da ich relativ wenig ahnung habe von dem was auf den Zettel stande. Der andere Wert wäre 1,5 gewesen. Da würde ich dich bitte mir nochmal zuhelfen und mir dann sagen welcher Widerstand es wäre. Ausserdem: könnte ich auch auf den LM317 verzichten ?

Wenn bei der Gleichung ein negativer Widerstand rauskommt, heißt das, dass deine Versorgungsspannung für die geplante Anzahl LEDs in Reihe nicht ausreicht. Auch ein sehr kleiner Widerstandswert ist problematisch, da dann geringe Streuung der LED-Eigenschaften zu relativ hoher Schwankung des eingestellten Stroms führt.

 

Außerdem ist (3V - (3*3V)) / 100 mA = -60 ohm, nicht -0,06 :)

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Ich habe mir bei Conrad dieses Set gekauf. Wenn ich mich recht erinnere mit einen 10Ohm Widerstand in Reihe an einem 5V USB Anschluss laufen. Das Gestell habe ich mit mir einem 3D Drucker gedruckt. Läuft wunderbar, vielleicht sollte man die LEDs noch etwas abfeilen, damit die Fokussierung etwas 'günstiger' ist....

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Ian;2448060']...

 

Die einfachste Lösung ist, als Versorgungsspannung 5V zu nehmen (über USB-Kabel oder "drahtlos" vom Notfall-Handy-Ladegerät) und dann die LEDs parallel zu schalten (mit jeweils einem 33 ohm Vorwiderstand).

 

 

 

 

Wenn bei der Gleichung ein negativer Widerstand rauskommt, heißt das, dass deine Versorgungsspannung für die geplante Anzahl LEDs in Reihe nicht ausreicht. Auch ein sehr kleiner Widerstandswert ist problematisch, da dann geringe Streuung der LED-Eigenschaften zu relativ hoher Schwankung des eingestellten Stroms führt.

 

Außerdem ist (3V - (3*3V)) / 100 mA = -60 ohm, nicht -0,06 :)

 

Vielen Dank für diese ausführlichen Texte. Ist schon ein sehr interessantes Thema, wobei ich mich da leider noch sehr wenig auskenne.

Ich habe jetzt überlegt das Handyladegerät das einen USB Port hat zu nehmen. Dies hat eine Ausgangspannung von 5V und so müsste ich das dann parallel Schalten. Jetzt ist aber das Problem ,dass die Anschlusskabel immer in andere Anschlüsse münden aber in keinem freien + und - Kabel. Was in diese Richtung gehen würden wären Niedervolt Anschlusskabel allerdings gibt es da kein Kabel was einen Usb Anschluss vorne dran hat. Würde mich da nochmal bei hilfe freuen,denn dann könnte es fast losgehen :)

 

Ps. Wäre schön wenn es ein Artikel dafür auf Conrad gibt so könnte ich das alles in eine Bestellung packen.

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Nimm ne alte Maus oder so und knipp das Kabel ab.

Sollte auf dem Bild von Manitu auch in etwa der Fall sein.

 

Stimmt danke habe mir das Bild nochmal angeschaut.

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