LED Beleuchtung fuer PZO Biolar - was brauche ich?

[reblaus]

Hallo Jon -

wenn es keine hochpräzise Angelegenheit sein muss und eine Widerstandsregelung deshalb ausreicht, lass die 12V-Autogeschichte sausen, denn von den 12 Volt müssen für die Regelung zwei Drittel verheizt werden, was relativ teure Bauteile erfordert. Ein Drahtpotentiometer (regelbarer Widerstand), das z.B. 10 Watt verheizen kann, kostet an die 20 €.
Kauf stattdessen für ca. 12 € ein Steckernetzteil 5 Volt/3Ampere , dann muss nur noch ein Bruchteil der Leistung an den Vorwiderständen verheizt werden und die dafür nötigen  Teile (4Watt Draht-Potentiometer und 2 Widerstände) kriegst du um 5 €. Brauchbare 1W LEDs sind in Taschenlampen für 2,95 € enthalten.

Vorteil: Du hast eine sehr gute Gleichstromversorgung, garantiert ohne Pulsprobleme. Nachteil: die Bauteile müssen auf die Leistung der verwendeten LED abgestimmt sein.

Viele Grüße

Rolf

[Bastian]

Hallo Jon,
ich kann Rolf da nur zustimmen, nicht die 12V Lösung anzustreben. Alles was wesentlich über der Vorwärtsspannung liegt, muss irgendwo verheizt werden.-

Hier ist ein Bild nach dem Du gefragt hast. Es ist eine dicke Seoul P7, mit Stromaufnahme bis zu 3000 mA, die ich mir für Pol Auflicht gebaut habe und nach etwa 1000 Betriebsstunden in den Vorruhestand versetzt wurde. Der Trafo (samt Sicherung) steckt im Alugehäuse und sorgt so nebenbei auch für ein wohltemperiertes Klima im Mikroskopierraum


Bastian

[Nomarski]

Hallo Bastian,

das sieht doch schon sehr gut aus, was du da zeigst. Man müßte nur noch etwas abdrehen, damit es in das PZO vom Jon reinpasst.
Rolf hatte bereits schon die preiswerten Taschenlampen für 2,95 erwähnt. Wenn bei denen die Reflektoren abmontiert, wäre die Adaption mit ein paar Lagen Schaumstoff schnell gemacht. Also es geht zur Not auch ohne Drehbank.

Viele Grüße
Bernd

[JB]

Hallo,

Danke fuer die Tips bis hierher.

Nach Euren Beitraegen habe ich einen neuen Vorschlag ersonnen. Ihr empfehlt ein Netzteil mit einer Spannung moeglichst nahe an der Spannung der LED zu waehlen.

Mit diesem Netzteil waere Gleichstrom von 3V, 1A max oder 4,5V, 1A max moeglich (also max. 3 oder 4,5W):
http://www.ebay.de/itm/Netzteil-3V-4-5V-5V-6V-7-5V-9V-12V-DC-1000mA-5V-USB-/130402247583?pt=Netzger%C3%A4te&hash=item1e5c94639f

Mit 3V, 1A liege ich innerhalb der Maximalwerte fuer viele LEDs, zB CREE XP-G R5: Vtyp: 3V, Vmax: 4V, Atyp: 350mA, Amax: 1500mA
http://www.led-tech.de/en/High-Power-LEDs-Cree/CREE-XP-Series/CREE-XP-G-R5-Emitter-LT-1596_120_138.html

Dann brauche ich noch ein Potentiometer 4W (es gibt ja sicher auch noch Potentiometer mit Steckanschluessen?)
http://shop.conrad-uk.com/components/passive-components/trimmers-potentiometers/wire-wound-potentiometers/444847.html

Meine Fragen:

1. Geht das?

2. Was macht das Potentiometer? Wandelt es den nicht in der LED gebrauchten Strom in Waerme um oder verringert es einfach den Stromfluss durch die LED?

3. Muss das Potentiometer gekuehlt werden, und wenn ja, wie?

4. Schalte ich das Potentiometer in Reihe oder parallel? Wenn in Reihe, dann vor den Plus- oder den Minuspol der LED?

5. Wo kommen die zwei von Rolf genannten 2 Widerstaende hin?

[Nomarski]

Hallo Jon,

schon wieder eine Klausur. Oder ist das schon das Vordiplom?

1. Ja.

2. Das Potentiometer begrenzt den Strom. Es wird aber auch dabei Wärme umgesetzt nach der Formel I² x R.

3. Das Potentiometer muß für die maximale Verlustleistung ausgelegt sein. Die Formel habe ich dir schon genannt in 2.

4. Das Potentiometer wird in Reihe geschaltet, wenn es wie ein regelbarer Vorwiderstand funktionieren soll. An welcher Stelle im Stromkreis ist eigentlich wurscht, man setzt es aber üblicherweise in den Plus-Zweig.

5. Wohl auch in Reihe, da ja noch ein Vorwiderstand wirken muß, wenn das Potentiometer sich in der 0-Ohm-Stellung befindet und gar keinen Widerstand hat. Die LED würde sonst wegen Überspannung und zu hohem Strom durchbrennen.

Viele Grüße
Bernd

[Bastian]

Jon,
kennst Du diese Seite: http://www.led-treiber.de/index.html
Ich würde Dir empfehlen diese Seite mal durch zu lesen, v.a. die Grundlagen. Ist gar nicht so viel und auch nicht schwer und ich denke Dir wird dabei einiges klarer. Es macht keinen Sinn wenn ich versuche das hier woeder zu geben, wenn es einen Klick weiter bereits sehr schönn erklärt ist-
Dort gibt es auch Schaltungen Treiber und Dimmer Schaltungen zu sehen. Das sind geeignetere Lösungen, als die Poti Lösung zu finden. Soweit ich weiß kann man auch auf Peter_H's homepage eine Schaltung finden: http://www.mikroskopie-ph.de/Fluoreszenz.html

Bastian

[reblaus]

Hallo Bastian  -

also ohne Lötkolben (mit Steckverbindungen oder so) geht da nix, zumal man auch eine gescheite Verbindung zur Buchse für das Steckernetzteil herstellen muss - aber Lötkolben wäre mit etwas Lötdraht billig zu kriegen - und etwas Übung beim Löten zahlt sich schließlich nicht nur beim aktuellen Problem aus.

Die einfachste Lösung wäre zwar, wie Bernd schreibt, ein Potentiometer mit einem "Sicherheits"widerstand und der LED in Reihe zu schalten und an ein 5V Netzteil zu legen. Das Problem ist dabei aber, dass der Regelbereich nicht ausreicht, d.h. du kriegst die LED nicht schwach genug!

Deshalb folgende Schaltung für eine 1A-LED mit einem Widerstand mehr - diese hat zwar den Nachteil, dass im Betrieb dauernd ein Strom von etwa 50 mA (ein Viertel Watt Verlust) über den 50 Ohm-Poti (4 Watt-Typ, z.B. Conrad) und den 50 Ohm-Widerstand  (0,5 Watt-Typ) fließt. Letzterer ist nur dazu da, dass man den Regelbereich des Potis einigermaßen ausnützen kann. Man könnte ihn auch weglassen, aber dann erlischt die Diode schon, wenn man den Poti etwa ein Drittel zurückgedreht hat und das Licht lässt sich schlecht dosieren.



Der 2 Ohm-Widerstand sorgt dafür, dass die LED nicht mehr als etwa 800 mA Strom kriegt, wenn man den Poti ganz aufdreht. Er wird also maximal mit etwa 2 Watt belastet und muss dick genug sein.

Kühlvorrichtungen braucht nur die LED. Der Poti wirkt als sein eigener Kühlkörper, er ist mit 4 W überdimensioniert, weil er bei hohen Strömen nur an einem Ende stark belastet wird.

Das wäre für den Anfänger machbar und nimmt nur sehr wenig Platz ein. Die Lösung von Peter H. auf der Homepage ist wesentlich professioneller, aber ich halte sie für den Anfang zu schwierig, zumal man den Transistor auf einen Kühlkörper montieren muss.

Viele Grüße

Rolf

[JB]

@Rolf & Bernd

Danke! Das sieht machbar aus.


@Bastian

Danke fuer den Link. Das werde ich mir mal zu Gemuete fuehren.


Jon

[wilfried48]

Hallo Rolf,

also deine obengezeigte Schaltung kapiere ich ehrlich gesagt nicht.

1) fliesst über deinen Spannungsteiler ein Ruhestrom vom 100mA anstatt der von dir angegebenen 50 mA.

2) Wenn du das Poti auf maximale Helligkeit gestellt hast liegen an der Reihenschaltung von 2 Ohm Widerstand und LED 10V.
D.h. der 2 Ohm Widerstand müsste ca. 6 V "wegfressen" damit die LED nicht durchbrennt und dann fliessen
3 A und nicht die von dir im Text angegebenen 800 mA.  D.h. bei 6 V also 18 W ! die im Vorwiderstand verbraten
werden.

Oder stehe ich auf dem Schlauch ?

viele Grüsse
Wilfried

[Nomarski]

Hallo Wilfried,

Rolf meint mit -5V sicherlich 0V, also Masse, denn die ganze Schaltung soll ja mit 5V betrieben werden und nicht mit 10 Volt. Wenn Rolf die Helligkeit also voll aufbrezelt, können durch den 2 Ohm-Widerstand maximal 2,5A fließen für den Fall, daß die LED in dem Zustand 0 Ohm hätte. Das nur als Überschlag zur Sicherheit, einen minimalen Widerstand hat sie in dem Zustand auch, deswegen fließen auch keine 2,5A. Das Potentiometer und der 50 Ohm-Widerstand ergeben dann in dem Zweig 100 Ohm, es fließt dort ein Strom von 50 mA. Es sollte eben nur der Schleifer vom Potentiometer für den hohen Strom von max. 2,5A ausgelegt sein.

Wie die Ströme nun fließen, wenn das Potentiometer am anderen Anschlag steht, darfst du nun gerne errechnen, als Physiker hast du bestimmt mehr Ahnung von sowas.

Viele Grüße
Bernd

[wilfried48]

Ach so,

dann ist alles klar. Ich hatte schon gedacht er meint ein Netzteil mit +- 5 V und hinter den -5V steckt irgend
ein tieferer Sinn, den ich nicht kapiere

Gruss
Wilfried

[reblaus]

Hallo -

Wildfried war schneller - aber wo ichs schon mal getippt habe:


Bei plus/minus 5 Volt muss ich der Rechnung von Wilfried natürlich zustimmen!

Mein minus Fünf war aber nur einer momentanen geistigen Umnachtung zuzuschreiben - wie Bernd richtig erkannt hat. Es muss Null heißen, entsprechend dem zu verwendenden Steckernetzteil.

Der 2 Ohm Widerstand muss bei voller Pulle etwa 1,5 Volt wegfressen, die LED etwa 3,5 V - das macht im Ganzen etwa 750 mA und etwa ein Watt für den Widerstand und weniger als 3 Watt für die LED.

Wobei ich natürlich weiß, dass die Kennlinien der verschiedenen LEDs nicht gleich sind. Deshalb ist auch eine Sicherheitsreserve drin, Grenzbelastung der 3W-LED bringt nicht mehr viel zusätzliches Licht. Außerdem arbeitet die Schaltung zur Zufriedenheit - vor allem kann man auch bis zu niedrigen Werten herunterregeln.

Viele Grüße

Rolf

[JB]

Hallo,

Ich suche gerade die Bauteile fuer die LED Beleuchtung zusammen; ein Potentiometer mit genau 50Ohm, 4W habe ich noch nicht gefunden. Wuerde ein Potentiometer 68Ohm (4W) oder 500Ohm (10W) auch funktionieren? Und muesste man dann den parallel eingebauten Widerstand entsprechend anpassen?

Mit freundlichen Gruessen,

Jon

[Nomarski]

Hallo Jon,

wenn du mehrere Widerstände in Reihe schaltest, gilt folgende Formel:

R(Ersatz) = R1+ R2 + R3 + ...

Die Widerstände addieren sich also.

Bei Parallelschaltung ist das anders:

1/R(Ersatz) = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +...

Die Summe der Kehrwerte der Einzelwiderstände ergibt den Kehrwert des Gesamtwiderstandes.

Um die Leistung zu berechnen, die der Widerstand vertragen können muß, gilt:
P= I²xR bzw. P= U²:R.

Viele Grüße
Bernd

[JB]

...hmm
Bedeutet das Ja oder Nein?

Nach Rolfs Ausfuehrungen ist der parallel geschaltete Widerstand dazu da den nutzbaren Bereich des Potentiometers zu erhoehen. Also wuerde ich den Widerstand auf die gleiche Hoehe wie den des Potentiometers bringen?

Beste Gruesse,

Jon