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Hallo zusammen,

ich versuche mich jetzt mal in meinem ersten Fragenposting hier: Ich versuche, als Anfänger mit ersten Vorkenntnissen, LEDs zu verstehen.

---Projekt: Einsatz von LEDs (einzeln oder in Gruppen, also 1-n Stück) im Bereich Modellbau (Modellbahn).---
Da ich noch alte und auch uralte Komponenten in Spur N habe und mir die Zeit für eine große Anlage fehlt, bastele ich in aller Ruhe an einer Eigenentwicklung in einem Couchtisch mit Glasplatte (näheres vielleicht später, würde hier zu weit führen).
Ich weiß schon mal, dass LED keine Lämpchen sind.
Ich las schon einiges über Halbleiter und LED- Treiber und Vorwiderstände und Konstantstromquellen. Recht trocken.
Ich habe verschiedene LED hier, auch einen Satz in orange gekauft zu dem ich daher ein Datenblatt zum Nachsehen habe, die meisten sind aber "Grabbelkiste" ohne Infos.
Am liebsten möchte ich zunächst mal LED aus zwei kleinen dieser modernen (Draht-)Lichterketten verwenden, die sind so schön winzig und haben die Anschlüsse schon dran . Eine Kette hat 40 LED in weiß und eine 100 LED in "bunt". Diese sind an 3 Batterien AA also 4,5V parallel(!) geschaltet- wovon überall abgeraten wird, aber es leuchtet konstant. Wie lange? Keine Ahnung.
Ich möchte nun einzelne oder Gruppen davon über den Lichtausgang des Modellbahntrafos betreiben- und das dauerhaft. Mir fehlen aber Kenntnisse, wie ich das sicher bewerkstellige.
Ich lese also dazu und finde Infos von Vorwiderständen bis KSQ- und habe mir mal einige Konstantstromquellen besorgt und eine der Selbstbausätze (Conrad Best Nr 19 60 10, älter, von Privat gekauft) schon zusammengelötet. Dazu ein paar Brückengleichrichter W02G (waren günstig, eigentlich vermutlich überdimensioniert) besorgt, einen dran und- wie schön- schon kann ich eine der weißen LED, die ich von der 40er Kette abgeknippst habe, am Wechselstromausgang des Modellbahntrafos leuchten lassen. Ok.
Und nun?
Wie schalte ich nun korrekt mehrere- und vor allen Dingen wie viele- an diese KSQ (von der ich eine Anleitung habe, aber keine brauchbaren Daten zu meinen Fragen)?
Aktuell hängen 40 weiße (gemessen 3,2V und 400mA, Schaltung hab ich mal versucht zusammenzubasteln und hier anzuhängen) bzw 100 bunte (über Vorwiderstand) (gemessen 2,8V bei 520mA) PARALLEL an 3 Batterien AA, die meiner Kenntnis nach einen Eigenwiderstand aufweisen(oder?). Wenn ich nun 3 oder 6 oder 10 weiße oder bunte LED über solch eine KSQ betreiben möchte, sollte man das ja nicht parallel machen las ich an anderer Stelle- also muss ich die Parallel zusammengelöteten LED auftrennen und in Reihe schalten, damit alle die gleiche Amperezahl bekommen- oder?
Wie kann ich sicher herausfinden, wie viele LED in Reihe ich an die KSQ hängen kann? Probieren? Rechnen? Ich weiß nicht, wie viel die KSQ nimmt. Die von mir gelötete KSQ soll 15mA bei 4 - 30 V = haben.
Ich hab noch winzige fertige KSQ hier, da steht auch 15mA drauf (H-Tronic Micro Best Nr 1 18 50 27). Diese Anleitung spricht auch von 4-30V und "Reihenschaltung mehrerer LED möglich", liefert aber keine Anhaltspunkte, wie viele da dran funktionieren und ob das Teil irgendwann verglüht (ist nur 25x20mm groß)... (ui, dafür müsste ich noch winzige(!) Brückengleichrichter suchen).

Was kann ich also vermuten?

Wenn bei 40 weißen LED 400mA gemessen werden, sollte eine dann 10mA haben?
Die 100er messe ich mit 520mA, sind die bunten also vermutlich 5mA- Typen?
Wenn ich 5mA-LED an eine KSQ hänge die 15mA liefert, bedeutet das 3 als Gruppe parallel und davon 1-n in Reihe?
Die weiße leuchtet an der KSQ, wird aber wenn sie 10mA braucht mit 15mA auf Dauer überfordert, richtig?

Ganz klare EndFrage: Wie würdet Ihr denn diese LED RICHTIG betreiben an einem Modellbahntrafo?

Mein Ziel ist es zwar, eine (dauerhaft) funktionierende Lösung zu haben. Ich will aber vor allen Dingen lernen und daher eine Lösung bauen, die ich auch selber verstehen kann und nicht etwas fertiges kaufen (das wird ja im Handel angeboten- und da sind es meist 1-3 LED mit einem simplen Widerstand...). Aktuell hab ich sogar noch Probleme beim Verständnis vom Unterschied Strom und Spannung ich muss mir so was vorstellen können...

Sorry, viel Text- vielleicht werde ich mit der Zeit konkreter=kürzer, ich muss aber erst noch viel lernen.

Danke für jede Unterstützung... Ihr habt mit mir noch Arbeit, vermute ich.

H.Heyde

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Danke für Hilfe. Seid geduldig, ich lerne langsam aber kontinuierlich.
Ich muss kein Profi werden, ich möchte Zusammenhänge verstehen.
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»

Ja.

» » Also parallel zur LED?
»
» Ja.

Hab da mal was zusammengesetzt. So sollte das also aussehen.

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Danke für Hilfe. Seid geduldig, ich lerne langsam aber kontinuierlich.
Ich muss kein Profi werden, ich möchte Zusammenhänge verstehen.
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» »»
» https://www.leifiphysik.de/elektronik/halbleiterdiode/versuche/kennlinien-von-leuchtdioden
» » Das ist falsch, das Spannungsmessgerät gehört an die LED.
»
» Also parallel zur LED?

Ja.

»» https://www.leifiphysik.de/elektronik/halbleiterdiode/versuche/kennlinien-von-leuchtdioden
» Das ist falsch, das Spannungsmessgerät gehört an die LED.

Also parallel zur LED?

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Danke für Hilfe. Seid geduldig, ich lerne langsam aber kontinuierlich.
Ich muss kein Profi werden, ich möchte Zusammenhänge verstehen.
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Moin,

ich bin echt begeistert. Werde das in Kürze verwerten, bin nur gerade voll im Stress (4 der 6 Urlaubstage gingen für Umzugshilfe bei einem entfernt wohnenden Kumpel drauf, jetzt ist die Kraft erst mal alle).
Großes Lob!

Viele Grüße

H.Heyde

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Danke für Hilfe. Seid geduldig, ich lerne langsam aber kontinuierlich.
Ich muss kein Profi werden, ich möchte Zusammenhänge verstehen.
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» » Kennlinie aufnehmen.
»
» Der Anfänger sagt dazu: Aha. Gut. Und wie geht das?

Mir ist so eine Billiglichterkette zugelaufen, und eine erste Kennlinie hab ich mal gemessen:






Es sieht ganz so aus, als ob es nur einen gemeinsamen Vorwiderstand gibt und die LEDs bei durchschnittlich 2mA betrieben werden, bei etwa 2,8V Flussspannung. Die rote LED ist offensichtlich keine klassische LED, sondern eine UV-LED mit rotem Leuchtstoff. Die anderen werd ich noch genauer untersuchen.

Jetzt alle vier, und in den passenden Farben:

Wenn man das jetzt noch hinbekommt, dass das Teil wie ein Roboter aussieht, wirds noch etwas besser

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Danke für Hilfe. Seid geduldig, ich lerne langsam aber kontinuierlich.
Ich muss kein Profi werden, ich möchte Zusammenhänge verstehen.
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» Und wenn zu viel Teile abrauchen, besorge ich eben
» neue...

Hallo,

» Ich hab schon ein paar solcher LED-Ketten (bisher nur einfarbig) zerlegt,
» da war der Strom immer nur über einen Vorwiderstand oder sogar nur über den
» Innen-Widerstand der Batterien begrenzt. Was anderes würde ich aber für ein
» paar Euro pro Lichterkette auch nicht erwarten.

Ja, sehe ich auch so

» Händler und Hersteller interessiert sich dafür eher nicht mehr. Als Bastler
» kommt man aber so recht günstig an viele kleine LEDs

GENAU das war mein Gedanke. Und es sind nicht nur Anschlussdrähte angelötet, diese sind auch noch mit irgend einem unsichtbaren Überzug isoliert UND die LED selbst einzeln eingegossen.... top!

» » Ich hab nun erst mal die Teile bestellt um die KSQ von Oli aufzubauen und dann
» » werde ich löten, messen, testen und hoffentlich erfolgreich illuminieren können...
» Und selbst wenn dir die LEDs abrauchen wirst du dabei etwas lernen -
» zumindest wenn du darüber nachdenkst.

Auch hier kann ich nur sagen: Exakt das ist mein Gedankengang. Ich will schon seit vielen Jahren meine minimalen Kenntnisse in der Elektronik ausbauen und auf ein gutes Fundament setzen, stelle aber fest, dass ich einen praktischen Bezug brauche, da sonst mein Unterbewusstsein die ganze Zeit meckert "Mensch, wofür brauchst Du denn das..."
Ich hänge mich rein, und wenn zu viel Teile abrauchen, besorge ich eben neue...

Viele Grüße

H.Heyde

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Danke für Hilfe. Seid geduldig, ich lerne langsam aber kontinuierlich.
Ich muss kein Profi werden, ich möchte Zusammenhänge verstehen.
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» » » "Da sich diese LED-Lichterketten als billige Massenware auf dem Markt
» » » befinden, halte ich selektierte LEDs für unwahrscheinlich. Also
» vermute
» » » ich, dass es sich um LEDs mit Vorwiderstand on the chip handelt."
» » Glaube ich weniger, da ist doch ein Vorwiderstand im Batteriehalter,
» direkt
» » am Schalter angelötet.
»
» Ja, richtig, das hatte ich aber eingangs erwähnt, siehe:
» "Aktuell hängen 40 weiße (gemessen 3,2V und 400mA, ...) bzw 100 bunte (über
» Vorwiderstand) (gemessen 2,8V bei 520mA) PARALLEL an 3 Batterien AA"
Das habe ich wegen dem "Vorwiderstand on the chip" nicht im selben Kontext gesehen - also Missverstanden.
Bin aber der Meinung, dass die einzelnen LEDs an der Kette keinen Widerstand haben werden, wenn da ein Vorwiderstand für die komplette LED-Kette verbaut ist.
Ich hab schon ein paar solcher LED-Ketten (bisher nur einfarbig) zerlegt, da war der Strom immer nur über einen Vorwiderstand oder sogar nur über den Innen-Widerstand der Batterien begrenzt. Was anderes würde ich aber für ein paar Euro pro Lichterkette auch nicht erwarten. Die Dinger sind darauf ausgelegt möglichst billig zu sein und einige Zeit zu halten (idealerweise bis Garantie und Gewährleistung abgelaufen sind) und dann Restmüll oder Recycling - was auch immer für den Durchschnittskäufer bequemer ist, Händler und Hersteller interessiert sich dafür eher nicht mehr. Als Bastler kommt man aber so recht günstig an viele kleine LEDs

» Ich hab nun erst mal die Teile bestellt um die KSQ von Oli aufzubauen und dann
» werde ich löten, messen, testen und hoffentlich erfolgreich illuminieren
» können...
Und selbst wenn dir die LEDs abrauchen wirst du dabei etwas lernen - zumindest wenn du darüber nachdenkst.
Ich hab hier noch ein Steckbrett rumliegen, da sind ein paar Steckplätze "leicht" angeschmolzen - erste Experimente mit KSQ und Linearregler Das war dann die Zeit mich etwas näher mit der elektrischen Leistung zu befassen

» » ... und es wäre doch auch möglich, 2 Stück 150 Ohm in Reihe zu schalten (pro Transistor, also 2 oben und 2 unten), korrekt?
»
» Ja.
» edit.:
» Du wirst sowieso feststellen, dass der Reale Strom vom berechneten etwas
» abweicht.
» Weil du nicht die ganz genaue Flussspannung der Dioden weißt und die
» Basisemitterspannung auch nicht so im Voraus zu bestimmen ist.

Danke! Ja, das hab ich mir schon fast gedacht. Bestellung ist raus, wenn die Teile da sind, wird getestet und gemessen, bin schon sehr gespannt was da noch so passiert.

Weitere Fragen kommen bestimmt später...

Viele Grüße

H.Heyde

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» » » ...und bei der aufwendigeren Schaltung rechts sollte dann der 150 Ohm
» » » ersetzt werden? Gegen 300 oder 330 oder so was?
» » »
» » Zum Beispiel unsymmetrisch. 330 Ohm und 270 Ohm
»
» Cool... und es wäre doch auch möglich, 2 Stück 150 Ohm in Reihe zu schalten
» (pro Transistor, also 2 oben und 2 unten), korrekt?

Ja.
edit.:
Du wirst sowieso feststellen, dass der Reale Strom vom berechneten etwas abweicht.
Weil du nicht die ganz genaue Flussspannung der Dioden weißt und die Basisemitterspannung auch nicht so im Voraus zu bestimmen ist.

» Hallo H,

hallo auch,

» da meine Gattin, die Beste von allen, hier zuhause ebenfalls einige
» derartiger Lichterketten verbaut hat, würde es mich persönlich auch
» ziemlich interessieren, zu welchem Ergebnis die Kennlinienaufnahme geführt
» hat.
» Könntest Du mal die Messwerte posten?

Gern, allerdings muss ich dazu erst mal herausbekommen wie ich das mit meinem Equipment messen kann, wie ich das dokumentiere und vor allen Dingen wann ich die Zeit und Ruhe dazu finde

» a) wie konstant (oder schwankend) ist die speisende Spannungsquelle im konkreten Fall?

ca 40 Jahre alter Modellbahntrafo Minitrix (glaube ich); ca 16V ~ am Beleuchtungsausgang, ich erwarte eher nichts konstantes.

» b) Ich würde einen Versuchsaufbau machen: LED mit schlichtem Vorwiderstand und zeitgleich LED mit einer der etwas aufwändigeren Stromquellenschaltungen leuchten lassen. Bedeutungslose Unterschiede in der Lichtqualität des emitierten Lichts? Dann würde ich den schlichten Vorwidestand bevorzugen.

Danke. Es geht mir allerdings nicht primär um die Lichtqualität, sondern zuvorderst um den Lerneffekt und die optimale Ausnutzung der Kraft, die dieser eine Trafo zur Verfügung stellt, gleichzeitig wenig in Wärme umzuwandeln (was der Vorwiderstand bestimmt tun müsste)- und um eine Lösung, die dauerhaft sauber funktioniert.

» Da Deine Anlagenspannung deutlich über der LED-Spannung liegt, so würde ich zb ein USB-Netzteil mit 2-3A zum Speisen der LEDs verwenden. Dadurch kannst Du die Vorwiderstände deutlich kleiner wählen (zB 1/10W Widerstände).

Wieder danke für die Idee, ich möchte allerdings wenn möglich alles über einen Trafo abwickeln, das ist einfacher (und platzsparend).

» p.s. meist hat man bei einem solchen Projekt ein Vorbild an dem man sich orientiert. Kannst Du mal, so vorhanden, ein paar Bilder posten?

Hm... welches Vorbild meinst Du? Von der Modellbahn?

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Danke für Hilfe. Seid geduldig, ich lerne langsam aber kontinuierlich.
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» » ...und bei der aufwendigeren Schaltung rechts sollte dann der 150 Ohm
» » ersetzt werden? Gegen 300 oder 330 oder so was?
» »
» Zum Beispiel unsymmetrisch. 330 Ohm und 270 Ohm

Cool... und es wäre doch auch möglich, 2 Stück 150 Ohm in Reihe zu schalten (pro Transistor, also 2 oben und 2 unten), korrekt?

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Danke für Hilfe. Seid geduldig, ich lerne langsam aber kontinuierlich.
Ich muss kein Profi werden, ich möchte Zusammenhänge verstehen.
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»
» ...und bei der aufwendigeren Schaltung rechts sollte dann der 150 Ohm
» ersetzt werden? Gegen 300 oder 330 oder so was?
»
» Mir ist der Stromfluss noch nicht so ganz
» klar... es ist doch der 150 Ohm-Widerstand, der die Strombegrenzung
» einstellt, korrekt?
»
Ja.
Zum Beispiel unsymmetrisch. 330 Ohm und 270 Ohm