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THEMA: Passender Vorwiderstand LED

THEMA: Passender Vorwiderstand LED
Startbeitrag
pinkpanther - 22.08.10 21:45
Moin,

habe mal eine Frage an die Elektronikexperten.

Ich möchte gerne folgende LED's einsetzen:

http://www.conrad.de/ce/de/product/185837/

Auch bei Lokomotiven mit älteren Decodern, welche keine dimmbaren Lichtausgänge besitzen, z.B. Arnold 81220, Lenz 0521 u.a. möchte ich verschlissene Glühbirnen durch die oben genannten LED's ersetzen.

Welcher Vorwiderstand scheint hier geeignet, um

1. die Spannung auf den nötigen Wert zu reduzieren (Die Beleuchtung wird auf Masse geschaltet, d.h. ohne blaues Kabel)

2. Die Helligkeit vergleichbar mit den Glühlampen zu erreichen.

Habe bisher 1kOhm bnutzt, ist mir aber zu dunkel.

Hat jemand einen Tipp für mich, oder muss ich probieren?

Liebe Grüße

Jens  

Hallo
deine gewählte LED hat eine Max betriebsspannung von 3,2 Volt und dauerstrom 30mA bzw nahezu volle Helligkeit ab 20mA
Der widerstand für volle Leuchtstärke würde dann 680 Ohm betragen
bei 1KOhm hättest du momentan einen Strom von ca 13mA

Ich würde jetzt 820Ohm verwenden für 15mA
Dann ist es nicht zu Hell

Für das Optimale kannst du also 680 Ohm bis 1K Ohm probieren.
gruss Sven
Auf der Conrad-Artikelseite hat es einen Link zu "Download-Dokumente". Da klickst du drauf und dann auf "Datenblatt". Dann suchst du die beiden Werte "Forward Voltage" und "Continuous Forward Current".

Sodann wird der Vorwiderstand wie folgt berechnet:

Rvor = (Ugleis - Uforward) / Iforward

Bevor du rechnen kannst, musst du noch Ugleis bestimmen. Fährst du digital? Dann müsstest du die Zentralen-Ausgangsspannung nennen können... Rein schätzometrisch, aus anderen Threads, beträgt diese zwischen 14 und 24 V. Nimm mal den Mittelwert (19V).
Im Analogbetrieb wären es ca. 6-8 V bei mittlerer Geschwindigkeit.

Nun rechne den Widerstand.

Mit Ugleis=24V und Iforward aus dem Datenblatt gerechnet, ist dies der minimale Widerstandswert. Die LED wird dabei sehr hell leuchten. Rechne auch Widerstände für 1/2 Iforward und 1/3 Iforward und teste die Helligkeit der LED auch mit diesen beiden Widerständen.

Beim Resultat ist nicht die Exaktheit des Widerstandswertes, sondern die Grössenordnung massgebend. Daher den nächsten mehr oder weniger passenden Wert aus der Tabelle nehmen.

Rechne die Vorwiderstände für den maximalen Vorwärtsstrom in der LED (Iforward) und Ugleis=12V (Analog) bzw. 24V (Digital), sowie Ugleis=8V (Analog) und 19V (digital). Das selbe auch für 1/2 Iforward und 1/3 Iforward.

Auf welche Resultate kommst du?

Felix

Edit: Die anderen waren schneller, dafür nicht so ausführlich.
Moin,

danke erstmal für die Antworten.

@2 Werner: Danke, aber ich wüsste im Moment nicht, was ich da eingeben müsste.

@3 Felix, Ja ich fahre Digital (Irgendwie ist mir das bei der Kategorie verrutscht, aber ich habe ja oben auch die Digitaldecoder genannt)
Was ich noch weiß: Wenn man nicht das blaue (+Kabel) des Decoders benutzt, ist die Spannung halbiert. Ich denke, das es nicht die Spannung am Gleis ist, sondern das die stabilisiert "hinten" heraus kommt.

Habe gerade mal mit Multimesser gemessen: ca. 7,5V am Lichtausgang.

Deine Erklärungen sind ausführlich, aber ich verstehe sie nicht, daher kann ich auch den Rechner von Werner nicht benutzen.

Nach meinen einfachen Berechnungen entsprechend der Antwort in @1 von Sven dann:

U=7,5 / A=0.02 = R=375 Ohm (also 390 Ohm-Widerstand)

Ist das so richtig? oder habe ich etwas nicht beachtet?

Danke im Vorraus für eure Hilfe

Liebe Grüße

Jens


Edit: @Felix:

So ich glaube, ich habe es nun doch verstanden. Allerdings müsste ich nach meinem Verständnis nicht UGleis, sondern an der Stelle den Wert, den ich am Decoder-Lichtausgang gemessen haben nehmen, richtig?

Dann wäre  U=7,5V-Uforward=3,2V = 4,3V / Iforward=0,03A = ca. 150 Ohm, für etwas weniger als die Hälfte also ca 330 Ohm.

Richtig?

Liebe Grüße

Jens

Hi

Hallo Jens.

Wenn Du an 7,5V Gleichspannung eine LED anschleißen willst, die 3,2V Spannungsabfall hat, dann hast Du 4,3V am Widerstand. Für ca.0,02A sind das 220 Ohm.

Die LEDs kommen mir viel zu teuer vor, über 2 Euro!

Da gibt es welche für 0,20 bis 0,60 Euro glaube ich.
Beachte auch den kleinen ABstrahlwinkel von 28 Grad.
Eine SMD hat da mehr z.B. 120 Grad.

Gru0
Thomas
Moin Thomas,

also, die LED's habe ich schon. Wenn es die billiger gibt, natürlich gerne. Aber warmweiße habe ich nicht anders gefunden. Ich muss auch dazu sagen, dass ich als Hamburger bei Conrad vor Ort kaufen kann, und für ein paar LED's ist mir Versand zu aufwendig.

Der Abstrahlwinkei ist, so denke ich, egal, da die LED ja direkt an der Stelle sitzt, wo vorher eine Glülampe war und direkt frontal auf den Lichtleiter zeigt.

Das funktioniert auch ganz gut, nur eben, wie geschrieben, etwas zu dunkel.

Liebe Grüße

Jens
Hallo Jens,

Zitat

Habe bisher 1kOhm bnutzt, ist mir aber zu dunkel.



das leuchtet mir irgenwie nicht ein: bei 20mA sind die LED's mit 4000mcd !! so hell, daß Du nicht in die Linse schauen darfst!!!!!!

Ich verwende teilweise SMD-LED's mit ~1000mcd und Vorwiderständen bis ~5k, und da ist die Helligkeit immer noch ausreichend.

Oder soll bei Dir die Spitzenbeleuchtung die Strecke so ausleuchten, daß Du mit der Feuerzeugkamera gute Aufnahmen machen kannst?

Grüße Michael Peters
Hallo Michael,

ne, aber sie sollten so hell sein, wie die Glühlampen vorher. Gefühlt sind sie jetzt etwa halb so hell wie die Glühlampen.

Liebe Grüße

Jens
Hallo Jens,

die StandardGLÜHlämpchen haben bei Nennstrom eine Leuchtstärke von ca. 150mcd.
Nur mal so als Vergleich.

Es kommt natürlch darauf an, wie das Licht in den Lichtleiter eingekoppelt wird.
Wenn Du natürlich nicht mit der Linse der LED in den Lichtleiter einkoppelst, sondern mit der Seite,  hast Du natürlich Probleme.

Grüße Michael Peters
Hallo Jens

Michael hat recht, hat das aber sehr technisch ausgedrückt..

Bei einer "normalen" LED tritt das hellste Licht an der Spitze (der Rundung) aus. Wenn Deine LED nicht genau mit dieser "Spitze" in den Lichtleiter (oder direkt in die Linse) leuchtet, dann kommt eben nur ein (kleiner) Teil des Lichts am Ende des Lichtleiters (Sprich im Scheinwerfer oder der Laterne der Lok) an. (Wenn Deine LED senkrecht steht und der Lichtleiter seitlich davon wegführt, dann "strahlt" die LED eigentlich nur das Innere Oberteil der Lok an. Bei einer Glühbirne ist das nicht so entscheidend)

Abhilfe 1 (gut): LEDSpitze flach feilen oder schleifen und direkt ans Ende des Lichtleiters kleben, vorher kleinen Schrumpfschlauch aufschieben und nach dem Kleben über LED + Lichtleiterende.
Abhilfe 2 (besser, wenn möglich): LEDSpitze flachfeilen, ankörnen und mit Bohrer 1,5mm bis kurz vor den "elektrischen Inhalt" der LED bohren. Lichtleiterende auf 1,5 mm rundfeilen oder -schleifen und direkt in die LED kleben. Vorher ebenfalls kurzen Schrumpfschlauch - wie oben.

leuchtende Grüße
     HaWeO
@4
Richtig gerechnet. Wenn nun die 7.5V am Lichtausgang auch noch stimmen, dann passt's.  Deine Beschreibung "zu dunkel bei 1kOhm" würde dazu passen.
Versuch macht kluch: Wenn die LED mit 330 Ohm nicht abraucht, ist der Widerstand ok.

Dies natürlich unter dem Vorbehalt, dass die LED mit dem vorderen Ende zum Lichtleiter strahlt (Beiträge 9+10).

Felix
Hallo,

ich habe da mal eine Verständnisfrage: Ich möchte gerne zwei SMD LED´s mit einem Widerstand betreiben. Die einzelne LED hat eine Betriebsspannung von 2V (Versorungsspannung 12V), und einen Gruppenstrom von 20mA => für diese eine bräuchte ich einen 500 Ohm Widerstand. Soweit logisch.
Schließe ich nun eine zweite LED an, bleibt die Betriebsspannung von 2V doch identisch und nur der Gruppenstrom verdoppelt sich auf 40mA => ergo, bräuchte ich nun einen 250 Ohm Widerstand, oder irre ich da?

Gruß
Marco
Hallo Marko,

was ist ein Gruppenstrom?
wie wilst du die LEDs schalten Paralle oder Reihe?
kleine Rechenhilfe:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1109111.htm

Gruß Detlef
Hallo Detlef,

keine Ahnung. Gruppenstrom stand auf der Reichelt-HP in den techn. Daten. http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP...c8e912905f934a540f1b

Mit einem Widerstandsrechner habe ich ja schon gerechnet. Die Frage ist einfach, wenn ich zwei LED´s mit einem Widerstand verwende, verdoppelt sich doch der Stromverbrauch oder habe ich da einen Denkfehler?

Ich möchte gerne die Gittermastleuchten von ndetail beleuchten und da bracht man pro Laterne zwei LED´s und diese wollte ich mit einem Widerstand betreiben.
Die beiden LED´s sollen in reihe geschaltet werden.

Gruß
Marco
@Marco:

Da du ja genug Spannung (Volt) zur Verfügung hast, würde ich auch die LED in Serie/Reihe (hintereinander) schalten. Dann fließt durch beine LED der selbe Strom und die Spannungen der LED addieren sich. Also:

Rvor = (Ugleis - (UforwardLED1 + UforwardLED2 ) ) / Iforward
Rvor = (Ugleis - UforwardLED1 - UforwardLED2  ) / Iforward

Beispiel:

R = (12V - 2V -2V) / 20mA
R = 400Ohm

Der Stomverbrauch ist der Gleiche wie bei einer LED, nur wird der Strom zum Leuchten verwendet anstelle im Vorwiderstand verheizt zu werden.

Vor Parallelschaltung würde ich abraten da die LED oft in der Herstellung streuen und  dann verteilen sich die Ströme ungleich und die Leuchtstärke ist unterschiedlich.

Gruß,
Harald.
Vielen Dank, Harald!!!
Mehr wollte ich gar nicht wissen.

Gruß
Marco
@pinkpanther:

> Was ich noch weiß: Wenn man nicht das blaue (+Kabel) des Decoders benutzt, ist die Spannung halbiert.

Nö, man hat die volle Spannung, aber nur die Hälfte der Zeit. So 100 Mikrosekunden an, 100 aus. Zu schnell um es sehen zu können. Die Decoder die dimmen können machen das genauso.  Bei Dimmung auf 25% ist nur 1/4 der Zeit eigentlich die LED an.

> Ich denke, das es nicht die Spannung am Gleis ist, sondern das die stabilisiert "hinten" heraus kommt.

Der Decoder stabilisiert nix, der kann nur ein-aus-ein-aus... (aber viel schneller)

> Habe gerade mal mit Multimesser gemessen: ca. 7,5V am Lichtausgang.

Ich wage zu bezweifeln dass dein Mutigerät in dem Takt mitkommt, wenn es nicht ein teures Teil mit TrueRMS ist. Das wird einen ungefähren Zwischenwert anzeigen.

Gruß,
Harald.

@haba:

Völlig korrekt. Allerdings sind herkömmliche Led auch 'zu langsam' .... Stimmt man den Vorwiderstand auf die Impulsspitzenspannung ab, erscheint die LED zu dunkel. Somit wäre es korrekt, erst den Lampenausgang auf 'voll' einzustellen und dann die Berechnung mit der Spitzenspannung des Ausganges zu machen. Damit verlängert man - theoretisch - die Lebensdauer der LED. In der Praxis dürfte das aber kaum eine Rolle spielen....

Jens


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