LED mit zu hoher Spannung betreiben?

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Autor
LED mit zu hoher Spannung betreiben?
Suche nach: led (32581) spannung (45525)

    







BID = 847010

abul

Gerade angekommen


Beiträge: 8
Wohnort: Passau
 

  


Hallo,
nachdem die Schule bald wieder anfängt, würde ich gerne für meinen Unterricht eine Hardware-Ampel bauen, die über den COM-Port gesteuert wird. Dafür stehen mir ja die drei Ausgangsleitungen DTR, DTS, TXD zur Verfügung. Alle Ausgänge liefern maximal 10mA Strom aber je nach Computer sehr unterschiedliche Spannungen (von 3-12V).

Kann ich z.B. eine rote LED (ca. 2,3V Bedarf) an 12V betreiben ohne Beschädigung betreiben, wenn die maximale Stromaufnahme beschränkt ist?

Einen Vorwiderstand zu verwenden ist wegen der unterschiedlichen Spannungen eigentlich nicht wirklich möglich, da die Ampel auch über ein USB-Konverterkabel mit 5V funktionieren soll...

Bis jetzt fand ich nur Erklärungen, dass man dass nicht darf, weil dann die Stromaufnahme der LED größer wird und sie deswegen überhitzt und stirbt, aber das geht ja hier nicht.

Viele Grüße
Abul

BID = 847012

prinz.

Moderator

Beiträge: 8933
Wohnort: Gifhorn und Wolfenbüttel
Zur Homepage von prinz. ICQ Status  

 

  

Moin
Ich würde einen Festspannungsregler nehmen (Bausatz liegt beim blauen Klaus bei ca. 5€)
Oder selber zusammen basteln Netz ist voll mit Bsp.
mfg


_________________
Nur für nicht Mutige
1.Freischalten
2.Gegen Wiedereinschalten sichern
3.Spannungsfreiheit allpolig feststellen
4.Erden und kurzschließen
5.Benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken

BID = 847013

Mr.Ed

Moderator



Beiträge: 36188
Wohnort: Recklinghausen

Eine LED wird prinzipbedingt nicht mit einer Spannung sondern mit einem Strom betrieben. Da Strom und Spannung zusammenhängen kann bei einem gegebenen Strom nur eine bestimmte Spannung an der LED abfallen.
Deine 12V sind daher die Leerlaufspannung, ohne Last.

Sinnvoller ist aber das betreiben über entsprechende Treiber und mit einem eigenem Netzteil.
Der maximale Strom muß nämlich keinesfalls 10mA betragen und desweiteren treten dort auch negative Spannungen auf, die die maximale Sperrspannung der LED überschreiten können.


Zitat :
über ein USB-Konverterkabel mit 5V

Und warum sollen dann nur 5V da anliegen? Damit die Schnittstelle mal funktioniert und mal nicht?
Nur weil am USB-Port nur 5V anliegen heißt das noch lange nicht, das an der RS232 Schnittstelle auch nur 5V anliegen.




_________________
-=MR.ED=-

Anfragen bitte ins Forum, nicht per PM, Mail ICQ o.ä. So haben alle was davon und alle können helfen. Entsprechende Anfragen werden ignoriert.
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BID = 847020

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12742
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Ich würde einen Festspannungsregler nehmen (Bausatz liegt beim blauen Klaus bei ca. 5€)
Viel zu aufwändig.
Für derartige Fälle kann man sich sehr einfach eine Konstantstromquelle für die LED bauen. Es wird dafür nur ein Widerstand und ein JFET benötigt.



Bei nur 3V wird zwar noch nicht der volle Strom* erreicht, es reicht aber, um die LED zum leuchten zu bringen.

*) etwa 5mA

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am  8 Sep 2012 12:37 ]

BID = 847021

Cry Wolf

Achtung
Dieser user postet unter verschiedenen Namen





Zitat :
Einen Vorwiderstand zu verwenden ist wegen der unterschiedlichen Spannungen eigentlich nicht wirklich möglich, da die Ampel auch über ein USB-Konverterkabel mit 5V funktionieren soll...

Korrekt.
Die klassiche RS232 Schnittselle arbeitet mit Pegeln von +12V und -12V.
Der übliche USB zu RS232 Konverter (für PC ohne klassiche RS232 Schnittstelle) dagegen liefert oft nur TTL pegel.

Wenn du bei variabler Eingangsspannung einen konstanten Strom (Helligkeit der LED) erzielen willst, wirst du eine Konstantstromquelle einsetzen müssen.
http://books.google.de/books?id=dyv.....hl=de
Wie zu sehen kann es etwas so simples wie ein selbstsperrender FET.
U.a. mal besprochen in http://www.ledhilfe.de/viewtopic.php?f=35&t=2611

Bei Verwendung von Low Current LED und und vorausgesetzt du erreichst bei 3-5mA schon genug Helligkeit für deine Zwecke, würde ich einen BF245B anraten.

In der Grundschaltung nach Abb 7.40 auf S.119 (ohzne GS Widerstand) des oben verlinkten Buches habe ich gerade einige Exemplare des BF245B mit einer grünen LED als Last vermessen.
Bei 4,2V Eingangsspannung erreiche ich bei allen drei Exemplaren bereits etwa 6mA LED Strom, steigend auf etwa 8mA bei 10V.
Das dürfte angesichts der simplen Schaltung ein hinreichend stabiler Strom für deine Zwecke sein, und Reserve für eine Shottky Diode (BAT43 UF=0,3V ) vor dem FET bieten, die als "Verpolschutz" die -12V eines "echten" RS232 Ports fern hält.

BID = 847024

abul

Gerade angekommen


Beiträge: 8
Wohnort: Passau


Zitat :
Und warum sollen dann nur 5V da anliegen? Damit die Schnittstelle mal funktioniert und mal nicht?


Das ist bei meinem USB->RS232 Konverter so. Kann aber natürlich auch gut sein, dass es da auch andere gibt...

Vielen Dank schon mal für die ganzen Hinweise. Das mit dem BF245B scheint mir die geeignetste Lösung zu sein. Ich werde mir heute Abend mal das Kapitel im Buch genauer durchlesen.

Ich hab grade im Internet gelesen, dass man auch einfach eine Z-Diode gegen die Sperrichtung betreiben kann, um die Voltzahl zu regeln. Ist das korrekt oder sollte man das nicht empfehlen?

Viele Grüße
abul

BID = 847025

Mirto

Schreibmaschine



Beiträge: 2236
Wohnort: Sardinien (IT)


Zitat :
Ich hab grade im Internet gelesen, dass man auch einfach eine Z-Diode gegen die Sperrichtung betreiben kann, um die Voltzahl zu regeln. Ist das korrekt oder sollte man das nicht empfehlen?

Nochmal zum Mitschreiben!:
Bei einer LED musst Du den Strom regeln, nicht die Spannung.

_________________
Fehler passieren immer wieder. Wichtig dabei ist, anschliesend noch in der Lage zu sein, davon berichten zu können!!

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Mirto am  8 Sep 2012 15:17 ]

BID = 847027

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12742
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Ich hab grade im Internet gelesen, dass man auch einfach eine Z-Diode gegen die Sperrichtung betreiben kann, um die Voltzahl Spannung zu regeln. Ist das korrekt oder sollte man das nicht empfehlen?
Ja, das ist korrekt. Dafür braucht es aber noch einen Vorwiderstand in Reihe zur Z-Diode und die Bedingung Laststrom << Z-Strom muss auch erfüllt sein.

Für eine LED ist es aber nicht geeignet, weil diese - wie schon mehrfach erwähnt - einen konstanten Strom benötigt.




_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 847045

abul

Gerade angekommen


Beiträge: 8
Wohnort: Passau

Ok, ich hoffe ich habs jetzt verstanden

Also brauche ich pro LED einen JFET, da für eine Parallelschaltung die Stromstärke und für Reihenschaltung die Spannung nicht ausreicht, richtig?

Wenn ich davon ausgehe, dass aus den Datenleitungen eine positive Spannung kommt, reicht eine Shottky-Diode (mit Kathode bei GND) um gegen die negative Spannung abzusichern, richtig?

BID = 847052

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Also brauche ich pro LED einen JFET,
Was soll denn dieser Aufwand?
Eine gewöhnliche LED verträgt 20mA Betriebsstrom und soviel Strom kann die RS-232 Schnittstelle überhaupt nicht liefern.
Laut Norm ist sie nämlich kurzschlußfest und daher bereits strombegrenzt.
Sie kann aber die LED mit falscher Polarität betreiben, und das kann für die LED fatal sein.

Du hast nun die Wahl entweder eine LED mit einer normalen Diode hintereinanderzuschalten, wodurch ein Stromfluß in die falsche Richtung unterbunden wird, oder du kannst die normale Diode der LED antiparallel schalten, dann begrenzt die Diode die Sperrspannung der LED auf ein unbedenkliches Maß.

Eine Abart der zweiten Schaltungstechnik ist es z.B. eine rote und eine grüne LED antiparallel zu schalten. Je nach Polarität des RS-232 Pins leuchtet dann die Eine oder die Andere LED.
Es gibt Diagnosegeräte, die auf diese Weise Datenverkehr auf der Schnittstelle anzeigen, denn kurze Unterbrechungen im Dauerleuchten kann man sonst nicht erkennen.


@Cry Wolf:
Zitat :
Wie zu sehen kann es etwas so simples wie ein selbstsperrender FET.
U.a. mal besprochen in http://www.ledhilfe.de/viewtopic.php?f=35&t=2611
Da hast du dich verschrieben.
BF245, BF246 und überhaupt alle J-FETs sind selbstleitend und können durch die Steuerspannung nur gesperrt werden.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  8 Sep 2012 21:28 ]

BID = 847056

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12742
Wohnort: Cottbus


Zitat :
da für eine Parallelschaltung die Stromstärke
LEDs werden (genauso wenig wie normale Dioden) niemals über nur einen Vorwiderstand (oder KSQ, oder sonstwas) parallel geschaltet. Das werden sie dir früher oder später übel nehmen.


Zitat :
reicht eine Shottky-Diode (mit Kathode bei GND) um gegen die negative Spannung abzusichern,
Nein. Den Strom sperrt die LED auch alleine, nur die hohe Sperrspannung* verträgt sie nicht.
Daher sollte die Schottky-Diode antiparallel zur LED angeordnet werden. Damit kann die Sperrspannung nicht größer als die Flussspannung der Schottky-Diode (200...300mV) werden.

*) für eine LED sind 5V in Sperrrichtung u.U. schon zuviel.



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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am  8 Sep 2012 21:31 ]

BID = 847125

abul

Gerade angekommen


Beiträge: 8
Wohnort: Passau


Zitat :
niemals über nur einen Vorwiderstand (oder KSQ, oder sonstwas) parallel geschaltet. Das werden sie dir früher oder später übel nehmen.

Dass jede LED dann einen eigenen Vorwiderstand benötigt weiß sogar ich

Ok vielen vielen Dank für die Hilfe. Ich werde entweder LEDs antiparallel schalten oder eine Diode zum Schutz vor die LED hängen, also so wie Perl es beschrieben hat...



Viele Grüße
Abul



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