Hallo zusammen, für ein Schulprojekt im Metallbereich muss ich eine Art "Stift" anfertigen, der zum Testen eines Sicherheitssystems dient. Hierfür muss im Inneren eine zugegebenermaßen eigentlich simple Elektronik verbaut werden, für deren Auslegung ich aber leider überfragt bin, da meine Kenntnisse in Elektrotechnik nicht über die üblichen Schulkenntnisse herausreichen. Es handelt sich um zwei parallel geschaltete LED Lampen verschiedener Farben, die an eine 3,6V Batterie angeschlossen sind. Prinzipskizzen der Schaltung und eine Veranschaulichung des realen "Stifts" habe ich angehängt. Mir ist nun klar, dass hier Vorwiderstände (RA, RB in Bild) angebracht werden müssen, um die LED nicht zu zerstören. Insgesamt benötige ich die Auslegung für folgende Konfigurationen: ------------------------------------------------ Konf. 1 "Blau-Blau" *LED A1: "Blau" Betriebsstrom 30 mA Betriebsspannung max. 3,6 V Sperrspannung 5 V https://www.reichelt.de/led-3-mm-bedrahtet-blau-1100-mcd-30--wue-151033bs0300-p230889.html?&trstct=pol_13&nbc=1 *LED B1: "Blau" identisch zu A1 Gesucht: R1A, R1B ------------------------------------------------ Konf. 2 "IR - Blau" *LED A2: "IR" Leistung 36 @100mA mW/sr Leistung 0,16 W Betriebsspannung 1,35 V Betriebsstrom 100 mA https://www.reichelt.de/infrarot-diode-gaalas-940-nm-50-3-mm-t1-tsal-4400-p163909.html?PROVID=2788&gclid=CjwKCAjwgr6TBhAGEiwA3aVuISRMQi01jMvqy1BVdLZ3WiBCGX9Q9wlyK6B4CD0ZCSPVO193AmT23xoChQcQAvD_BwE *LED B2: "Blau" Betriebsstrom 30 mA Betriebsspannung max. 3,6 V Sperrspannung 5 V https://www.reichelt.de/led-3-mm-bedrahtet-blau-1100-mcd-30--wue-151033bs0300-p230889.html?&trstct=pol_13&nbc=1 Gesucht: R2A, R2B ------------------------------------------------ Mir ist leider nicht klar, wie ich die nötigen Wiederstände der zwei Konfigurationen ausrechnen kann und wurde leider auch aus einer Recherche nicht schlauer, da Aussagen teilweise Widersprüchlich schienen (z.B. Variabler Eigenwiderstand von LED je nach Strom, Hat eine LED überhaupt einen Eigenwiderstand, ...). Nun meine Bitte hier im Forum: Wie kann ich die Wiederstände korrekt berechnen? Reichen die von mir angegebenen Daten hierfür? Gibt es kostenlose Programme, die mir hierbei helfen können? Falls sich der Aufwand in Grenzen hält, bin ich natürlich auch für fertige Ergebnisse unglaublich dankbar. Die Batteriespannung könnte falls nötig angepasst werden, solange es diese Spannung als AA-Batterie gibt. Die Verkabelung muss zwingend über das Gehäuse verlaufen. Mehr Wiederstände sind ebenfalls möglich. Vielen Dank für eure Unterstützung! Viele Grüße Meartis (Dies ist mein erster Foreneintrag, falls etwas fehlt oder falsch ist, werde ich dies sofort anpassen :) )
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Meartis schrieb: > Mir ist leider nicht klar, wie ich die nötigen Wiederstände der zwei > Konfigurationen ausrechnen kann Blaue LEDs haben Betriebsspannungen, die etwa genausogross wie die Betriebsspannung Deiner Li-Zelle sind. Das funktioniert nicht. Nimm entweder rote odere grüne LEDs, oder eine grössere Betriebs- spannung. Dann kannst Du einen der massenhaft im Netz vorhandenen Vorwiderstandsrechner benutzen. Übrigens, Widerstände schreibt man ohne "e", auch wenn man sie immer wider gerne nimmt. :-)
> Übrigens, Widerstände schreibt man > ohne "e", auch wenn man sie immer wider gerne nimmt. :-) Erwischt! schon wider! walta
Vielen Dank für die Antwort! Ändert die Tatsache, dass zwei LED parallel geschalten sind, nichts am nötigen Vorwiderstand vor jeder einzelnen LED? Mir liegt bereits ein solcher Stift in der Konf. 2 vor, den ich nun eben nachbauen soll. Hier ist eine 3,6V Zelle verbaut und die LED B ebenfalls blau. Leider ist der Stift nicht mehr zerlegbar und daher kann ich die Widerstände nicht einfach ablesen. Scheinbar muss es aber irgendwie möglich sein, mit dieser Spannung zu arbeiten. Da die Farbe dieser LED B aber im Gegensatz zur LED A eigentlich beliebig ist, werde ich mich da mal informieren.
Meartis schrieb: > *LED A2: "IR" > Betriebsspannung 1,35 V > Betriebsstrom 100 mA Nun, bei angenommenen 3.6V Batteriespannung bleibt am Widerstand also 2.25 V, also muss der für 100mA eben größer als 22.5 Ohm sein - z.B. 27 Ohm. Der Strom wird sowieso immer kleiner als 100 mA sein, weil die Batteriespannung ja auch nicht konstant ist. Für die blaue LED geht das leider nicht so zu berechnen, weil deren nominelle Fluss-Spannung zu groß ist. > Hat eine LED überhaupt einen Eigenwiderstand, ...) ... im Prinzip ja, aber auf den würde man sich in diesem Fall tunlichst nicht verlassen wollen und ihn als "worst case" zu 0 Ohm annehmen. > Ändert die Tatsache, dass zwei LED parallel geschalten sind, nichts am > nötigen Vorwiderstand vor jeder einzelnen LED? Wenn die Batteriespannung als konstant angenomen wird, nicht. Ist sie natürlich streng genommen nicht, aber als Arbeitshypothese ist die Annahme hier wohl genau genug. HTH (re)
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Das habe ich verstanden, danke. Dann suche ich eine blaue LED mit weniger Spannung. Wäre diese hier mit 3,2V sinnvoll? https://www.reichelt.de/led-3-mm-bedrahtet-blau-8750-mcd-15--sloan-l3-b71g-wv-p230858.html?&trstct=pol_1&nbc=1 Liege ich richtig mit der Annahme, dass ich LED mit unterschiedlichen Arbeitsströmen (z.B. 10mA und 30mA) miteinander parallel schalten kann? Ich denke mit diesen Informationen sollte ich die Auslegung dann hinbekommen :)
Beitrag #7052537 wurde vom Autor gelöscht.
Meartis schrieb: > Liege ich richtig mit der Annahme, dass ich LED mit unterschiedlichen > Arbeitsströmen (z.B. 10mA und 30mA) miteinander parallel schalten kann? Ja, aber jede hat ihren eigenen Vorwiderstand. Also LED1 + R1 parallel zu LED2 + R2. Im übrigen erschließt sich mir der Sinn deiner 'Sicherheitstesteinrichtung' nicht so ganz. Zu Konf. 1: könnte man noch verstehen, dass man auch eine Anzeige will, wenn eine LED kaputt wäre. Zu Konf. 2: könnte man noch verstehen, dass man sieht, dass der Taster richtig gedrückt wurde, weil von der IR-LED ja nichts sichtbares ausgeht. Bei beiden Varianten müssten keine blauen verbaut werden, was dann besser zu einer 3.6V-Zelle passt. Außerdem: sind diese Ströme, zumindest für die sichtbaren LEDs wirklich notwendig? Es gibt welche, da tun einem bei 1mA schon fast die Augen weh. Deine verlinkte blaue LED gehört auch in die Kategorie (typ. 3800mcd @ 20mA), außerdem sollte man sie mit max. 20mA betreiben, denn die 30mA sind MAXIMUM RATINGS! Da darf sie bei geringfügigem Überschreiten kaputt gehen. Bei der IR-LED ist es etwas anders, weil die in typischen Anwendungen mit kurzen hohen Stromimpulsen betrieben werden kann. Aber auch da sind für den Dauerbetrieb die 100mA bereits als maximum ratings gekennzeichnet und bei manchen Parameternspezifikationen werden die 100mA nur für 20ms angelegt. Auch da sollte man deutlich unter 100mA bleiben.
Denke daran, dass frisch geladene Lithium Akkus 4,2 oder 4,3V haben. Die Widerstände müssen darauf ausgelegt werden, um die LEDs nicht zu überlasten.
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Harald W. schrieb: > Blaue LEDs haben Betriebsspannungen, die etwa genausogross wie die > Betriebsspannung Deiner Li-Zelle sind. > Nimm entweder rote odere grüne LEDs, Vorsichtig! Ich habe 2017 ein paar LEDs gemessen, aktuelle Ware, da ist die Flußspannung von Grün nicht mehr deutlich unter Blau oder Weiß. Die Tabelle ist zu einem anderen Zeitpunkt als die Bilder entstanden, da zeigt sich die deutliche Streuung verschiedener LEDs.
Meartis schrieb: > Dann suche ich eine blaue LED mit weniger Spannung. Es gibt keine vlsuen LED mit weniger Spannung, weil blau die Farbe des Bandabstandes ist aus dem die Photonen stammen. Und so genau halten LED ihren Spannungsbedarf auch nicht ein, es hängt vom Exemplar, der Temperatur und der Laune ab, ob sie bei ihrem Nennstrom von z.B. 20mA mit 3.0 zufrieden ist oder 3.6V braucht, daher steht in Dazenblättern auch so ein Bereich. Und auch deine Batterie hat keine 3.6V, bloss weil das als Nennspannung drauf steht, sondern 4.2V wenn voll und 2.6V wenn leer und dazwischen alles dazwischen. Wenn du keine höhere Betriebsspannung zusammen bekommst, gibt es extra Schaltungen unter der Bezeichnung 'white LED driver' (funktioniert auch bei blau) wie SP1937, die egal ob 2.5 oder 4.2V reinkommen einen konstanten Strom von z.B. 20mA durch die LED schicken, egal ob die LED dafür 3 oder 3.6V braucht. Der LT1305 z.B. kann das. Viele billigere andere können das auch, können aber nicht 1 sondern brauchen mindestens 2 LED in Reihe, sind also nicht ideal. Der MC34063 ist billig und kann es auch, wenn man den Akku nicht unter 3V entladen muss.
Danke für die ganzen Antworten, damit kann ich bereits sehr gut weiterarbeiten. Folgendes habe ich mir nun zusammengestellt: --------------------------- Widerstände Variante 460nm "Blau - Blau" LED A: LED blau 460nm Betriebsstrom 20 mA – um die LED nicht zu überlasten wird mit 10mA gerechnet Betriebsspannung max. 3,2 V LED B: LED blau 460nm Betriebsstrom 20 mA – um die LED nicht zu überlasten wird mit 10mA gerechnet Betriebsspannung max. 3,2 V RA: 40 Ohm RB: 40 Ohm --------------------------- Widerstände Variante 940nm "IR-Blau" LED A: LED IR 940nm Betriebsstrom 100 mA – um die LED nicht zu überlasten wird mit 70mA gerechnet Betriebsspannung max. 1,35 V LED B: LED blau 460nm Betriebsstrom 20 mA – um die LED nicht zu überlasten wird mit 10mA gerechnet Betriebsspannung max. 3,2 V RA: 40 Ohm RB: 32 Ohm --------------------------- Konkret handelt es sich bei dem Projekt um den Nachbau eines LaserSpy-Testers von KUKA: https://www.kuka.com/-/media/kuka-downloads/imported/9cb8e311bfd744b4b0eab25ca883f6d3/kuka_laserspy_de.pdf?rev=ecf0b8ee712947499ef6214ca8f63713 (unten rechts auf S2 das Original) Ein LaserSpy ist eine Sicherheitsvorrichtung, die in der Wand einer Laserschutzkammer verbaut wird und registriert, wenn der Laser im inneren durch einen Fehler durch die Schutzwand dringt, um sofort den Strom abzustellen. Der Tester den ich hier auslege, wird verwendet, um ein solches "Durchdringen" zu simulieren, indem der Stift in eine bestimmte Stelle der Wand gesteckt wird und der Drucktaster am Ende des Stifts kurz betätigt wird. Schlägt das Sicherheitssystem an, so wurde es erfolgreich getestet. Daher ist hier die Wellenlänge der LEDs so relevant, da das Sicherheitssystem nur auf die Wellenlänge des Lasers im Inneren ausgelegt ist. Gleichzeitig muss besonders die LED in der Spitze recht stark sein, damit das System auch anschlägt. Die LEDs werden also nur für eine kurze Zeit bestromt und sind nicht unter Dauerlast. Im Inneren ist eine Batterie und kein Akku. Die LED im breiteren Gehäuse ist wie richtig erkannt wurde eigentlich nur als Überprüfung der Batterie des Testers selbst vorhanden; jedoch soll der Stift so exakt wie möglich kopiert werden, sodass ich hier weiterhin blaue LEDs angenommen habe. Falls euch Fehler in meinem Gedankengang auffallen, lasst es mich gerne Wissen, ansonsten herzlichen Dank für die Unterstützung!
Hab jetzt zwar nicht nachgerechnet, aber nachdem die LED B in beiden Varianten identische Daten hat, sollte auch für RB der selbe Wert rauskommen.
Meartis schrieb: > Die Blaue LED hat 40 Ohm, IR LED hat 32 Ohm Da LEDs keine Ohmschen Widerstände sind, macht eine Angabe eines Ohmwertes da keinen Sinn.
Meartis schrieb: > Die LED im > breiteren Gehäuse ist wie richtig erkannt wurde eigentlich nur als > Überprüfung der Batterie des Testers selbst vorhanden; jedoch soll der > Stift so exakt wie möglich kopiert werden, sodass ich hier weiterhin > blaue LEDs angenommen habe. Warum machst du dir das Leben extra schwer. Wenn die blaue Led nur zur Anzeige dient dass der Akku noch Saft hat, dann nimm eine rote oder grüne. Die hat eine deutlich niedrigere Flusspannung und du hast ausreichend Spannungsabfall am Vorwiderstand. Deine Rechnungen sind so nicht ausreichend. Mit dem ermittelten Vorwiderstand musst du folgende Extremwerte rechnen: 1. Minimals FLussspannung der Led und max. Akkuspannung (4,2V bei LiIon) welcher Strom fliesst? 2. Maximale FLussspannung der Led und minimale Akkuspannung bei fast leerem Akku. Welcher Strom fliesst?
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Harald W. schrieb: > Da LEDs keine Ohmschen Widerstände sind, macht eine Angabe > eines Ohmwertes da keinen Sinn. Ich meinte den zugehörigen Vorwiderstand; das war von mir missverständlich ausgedrückt. Udo S. schrieb: > Warum machst du dir das Leben extra schwer. Wenn die blaue Led nur zur > Anzeige dient dass der Akku noch Saft hat, dann nimm eine rote oder > grüne. Die hat eine deutlich niedrigere Flusspannung und du hast > ausreichend Spannungsabfall am Vorwiderstand. Die Idee hatte ich auch, jedoch muss in Konfiguration 1 zwingend eine blaue LED verbaut werden, sodass damit das Problem auch nicht gelöst ist.
Meartis schrieb: > muss in Konfiguration 1 zwingend eine blaue LED verbaut werden Gibt es da einen besseren Grund als "ich will, ich will"?
Meartis schrieb: > Die Idee hatte ich auch, jedoch muss in Konfiguration 1 zwingend *eine* > blaue LED verbaut werden, sodass damit das Problem auch nicht gelöst > ist. Das Problem lässt sich mit Widerständen nicht lösen. Du brauchst einen Schaltwandler.
pnp schrieb: > Meartis schrieb: >> muss in Konfiguration 1 zwingend eine blaue LED verbaut werden > > Gibt es da einen besseren Grund als "ich will, ich will"? Ja, die Wellenlänge der LED in der Spitze muss 460nm betragen, damit das Sicherheitssystem anschlägt. Und das ist nun mal blau.
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