Elektronik Laie braucht ein wenig Input (LEDs, Widerstände, etc.)

[jurrasstoil]

Hey,

da es hierfür kein eigenes Unterforum gibt, poste ich es einfach mal hier.

Und zwar möchte ich mir ein Gestell aus 3 Infrarot LEDs bauen. Nun liegt der letzte Physik Unterricht schon gute 12 Jahre hinter mir und ausser ein paar groben und grenzwertig rudimentären Kenntnissen ist nicht viel übrig geblieben.

Momentan sieht der Plan so aus, dass ich die 3 LEDs in Reihe löte, zwei 1.2V Akkus in Reihe ranhänge und einen Widerstand dazwischen packe.

          +
Batterien___(Widerstand)___LED___LED___LED__
      - |                                   |
        |___________________________________|

Leider ist mir nicht ganz klar ob das so hinhaut.
Die LEDs haben eine Durchlassspannung von 1.5V und 100mA max. Für meinen Zweck wären sie mit 50-70mA hell genug, somit würde ein Widerstand mit 39Ω (sprich ~60mA) doch ausreichen oder?
Außerdem hätte ich noch gerne bestätigt, dass der von mir ausgesuchte Batteriehalter die Batterien in Reihe schaltet und ich somit auch auf die notwendigen 2.4V komme

Was wäre der Unterschied zu einer Parallelschaltung der LEDs mit jeweils eigenem Widerstand bzw. gibt es überhaupt einen?

Besten Dank im Voraus

 

[kisser]

2 Akkus in Reihe werden nicht reichen, da du ja schon 3 x 1,5 V = 4,5 V für die Durchlassspannung der 3 LEDs in Reihe benötigst.

4 Akkus in Reihe ergeben nominal 4,8 V (Leerlaufspannung ist etwas höher, etwa 1,4 V hat ein voller Akku ohne Belastung).

Bei 50 mA Strom, 4,5 V Durchlassspannung für die 3 Dioden und 5 V Akkuspannung muss der Spannungsfall am Widerstand 500 mV betragen.

Größe des Widerstandes: R = U/I = 500 mV / 50 mA = 10 Ohm.

Leistung am Widerstand: P = I² * R = (50 mA)² * 10 Ohm = 25 mW => 1/4W Widerstand reicht.

 

[jurrasstoil]

Könnte ich bei zwei 1.2V Akkus bleiben, wenn ich die LEDs parallel schalte? Gewicht spielt nämlich eine Rolle und zwei weitere Akkus würden es nahezu verdoppeln.

 

[LATEX]

Hallo!

Ja du kannst die LEDs auch parallelschalten. Du musst aber für jede LED einen eigenen Widerstand verbauen

also so: (Punkte sind nur zum füllen da)
.......................|---------Widerstand-----LED------|
.......................|............................................|
--------------------|---------Widerstand-----LED------|---------
.......................|............................................|
.......................|---------Widerstand-----LED------|

Das ist nötig da du jede LED selbst Temperaturmäßig stabilisieren musst.
Sie sind nicht ganz gleich - die jenige die zuerst den meisten Strom zieht erwärmt sich am meisten und zieht dann noch mehr bis zur Zerstörung. Daher für jede LED einen eigenen Widerstand.

 

[florian.]

normal macht man vor jede LED einen Vorwiderstand.

3V -1,5V
50mA
ergibt einen vorwiderstand von 30Ohm

Leistung: 1,5V * 50mA = 75mW (die kleinen Standard Dinger mit 0,25W reichen also)


aber mal was anderes, da fließen dann 150mA.
ein guter Akku wird also nach 14 Stunden Platt sein.
was hast du denn überhaupt vor?

 

[jurrasstoil]

Danke Latex.

So hab ich mich dann jetzt auch entschieden. Zwei 1.2V Akkus in Reihe und die 3 LEDs parallel mit jeweils 18ohm widerstand für 50mA/LED.

@florian.
Soll ein Gestell für Head Tracking werden.

 

[Onkelhitman]

Widerstand ist zwecklos .

Also 2 Batterien nehmen, die in Reihe und daraus 3V machen, und diese dann wieder auf 1,5V mit nem Widerstand (der das ja verbrät) ist totaler Unsinn. Ich glaube nicht, dass du ne LED an nem Akku oder an ner 1,5V Batterie ohne Vorwiderstand kaputt bekommst.

Beispiel:
1 x 1,5V 2700mAh bei LED mit 1,5V und 50mA = 54 Stunden permanentes leuchten
Beispiel wie du es willst:
2 x 1,5V 2700mAh bei LED mit 1,5V und 50mA + Widerstand 1,5V und 50mA = 54 Stunden.

 

[florian.]

der Innenwiderstand eines Akkus ist in der Region 0,05Om
D.h. der Akku kann mal eben 30 Ampere raus pfeffern.
laut datenblatt zieht die Diode bei 3V 1 Ampere
Bei einem Wärmewiderstand von 375K/W würde sich die Diode mal eben auf 1100 °C aufwärmen, natürlich ist das kein Problem

mit nur einem Akku könnte es in der tat funktionieren.
Dann ist es aber Väterchen Zufall überlassen wie viel Strom Fließt.
Und vor allem ist der Stromfluss extrem von der Akku Spannung abhängig.
oftmals ist es eben wichtig ob jetzt 10mA oder 80mA fließen.
Ich kenne Natürlich die Anwendung nicht, aber wenn sie bei 10mA genauso funktioniert wie bei 80, dann stellt sich mir dir frage: wozu 80mA? Ein Vorwiderstand ist also nicht nur dazu da um sinnlos strom zu verbraten, sondern auch um den Strom Konstanter zu halten.

Aber das ist natürlich egal wenn man sich 5 LEDs in das PC Gehäuse einbaut, Hauptsache Hell -.-


will man strom sparen, dann könnte man schon was machen, kommt eben drauf an wie genau der strom sein soll und wir aufwendig das ganze werden darf. Will man es einfach (so schätz ich den TE ein), dann macht man einfach vor jede LED einen Widerstand und ist glücklich das es Funktioniert.

 

[kisser]

Es wird auch mit nur einem Akku ohne Vorwiderstand nicht funktionieren.
Ein Blick ins Datenblatt genügt.

http://www.produktinfo.conrad.com/d.../153831-da-01-ml-IR_Emitter_SFH485P_de_en.pdf

Die 1,5 V Durchlassspannung gelten für den maximal zulässigen (Dauer-)Strom von 100 mA. Da sich dabei die Sperrschicht erwärmt und die Durchlassspannung abnimmt (-2mV/K), wird der Strom sehr schnell die 100 mA überschreiten und die Diode zerstören.

 

[jurrasstoil]

Da das ganze Gebilde auf meinem Kopf sitzen wird, wären Temperaturen unter 1100°C durchaus wünschenswert.

Wichtig war halt so wenig Gewicht wie möglich, auf jedenfall Akkus und keine normalen Batterien (der Umwelt und dem Geldbeutel zuliebe) und das ganze möglichst auch noch recht kompakt.

 

[Onkelhitman]

3V LED an 3V

Und ich hatte vorgeschlagen 1,5V LED an 1,5V.

Bin bisher aber tatsächlich auch auf dem Dampfer gewesen, betreibe seit Jahren meine Superhellen LED in Reihe, 4Stück an 12V, noch keine einzige durchgebrannt, kein Helligkeitsunterschied bei den einzelnen erkennbar.

Er kanns aber natürlich auch so machen. 3V und dann wieder runter auf das was er braucht.

 

[jurrasstoil]

Die Akkus die ich hier liegen habe, NiMH und NiCd, liefern nur 1.2V.

 

[Onkelhitman]

Das ist völlig normal, Batterien gehen ja bei Last runter.

 

[jurrasstoil]

Ich meine jetzt eher von Haus aus:
http://de.wikipedia.org/wiki/Mignon_(Batterie)

 

[kisser]

Mit einem Akku kommst du nicht hin.
Die Durchlassspannung von LEDs hängt von deren Lichtfarbe ab und liegt bei IR-LEDs bei etwa 1,3 V.

Nimm 2 Akkus in Reihe, schalte die 3 LEDs (mit jeweils eigenem Vorwiderstand) parallel.

 

[LATEX]

Bei einer Parallelschaltung brauchst du auf alle Fälle Widerstände.
Bei einer Serienschaltung fungieren die anderen LEDs bei Ungleichheiten als Stabilisierung. Dies würde bei einer Parallelschaltung wegfallen was immer zu der Überhitzung einer der LEDs führen würde.
Daher braucht man den Widerstand zwingend.

 

[jurrasstoil]

Mit einem Akku kommst du nicht hin.
Die Durchlassspannung von LEDs hängt von deren Lichtfarbe ab und liegt bei IR-LEDs bei etwa 1,3 V.

Nimm 2 Akkus in Reihe, schalte die 3 LEDs (mit jeweils eigenem Vorwiderstand) parallel.

Jup, so wie vor rund 4 Stunden beschlossen

So hab ich mich dann jetzt auch entschieden. Zwei 1.2V Akkus in Reihe und die 3 LEDs parallel mit jeweils 18ohm widerstand für 50mA/LED.

 

[florian.]

Und ich hatte vorgeschlagen 1,5V LED an 1,5V.

nur hat der Akku nicht immer 1,5V
der Akku hat bei ~90% nur noch 1,2V und das ist die Spannung bei der Laut Datenblatt die LED aus geht.
würde der TE das so machen, dann dürfte er sich zum einen darüber Freuen das die LEDs kurz super hell werden (überlastet) und dann ganz rapide an Helligkeit verlieren. bis die LEDs ein paar Stunden Später ganz aus sind.
Die Akkus steckt er dann für 5 Minuten ins Ladegerät und das sagt dann "VOLL".
Also bitte, die Geschichte mit dem Vorwiderstand gibt schon sinn. Wer das weg lässt, der Pfuscht!


der TE macht das mit den 18 Ohm also schon richtig.
da fließen bei 2,4V die errechneten 50mA
da fließen bei 2,9V noch zulässige 77mA
und bei 2V fließen immer noch 33mA
D.h. die LED wird nie überlastet, auch nicht wenn die Akkus rand voll sind (1,45V).
Und die LED bekommt auch noch relativ viel Strom bis der Akku Leer ist.

@TE
wenn du die Widerstände Kaufst, kauf auch noch ein paar größere.
eventuell brauchst ja nicht so viel strom, dann kannst das ganze noch etwas drosseln.
(oder du machst noch zusätzlich nen 100Ohm Spindeltrimmer mit ran. (da reicht dann einer))

 

[Onkelhitman]

Ihr habt vollkommen Recht! Danke für den kleinen Exkurs.

 

[kisser]

der TE macht das mit den 18 Ohm also schon richtig.
da fließen bei 2,4V die errechneten 50mA
da fließen bei 2,9V noch zulässige 77mA
und bei 2V fließen immer noch 33mA

Die Rechnung stimmt nur ungefähr, weil die Durchlassspannung vom Strom abhängt. Die 1,5 V gelten für 100 mA, bei weniger Strom ist U_F geringer. Die oben errechneten Ströme sind also geringer als sie sich in der Praxis ergeben. Das Limit von 100 mA wird aber auf jeden Fall eingehalten.