Forum

Einloggen | Registrieren | RSS  

Micha A.

E-Mail

07.12.2020,
20:09
 

LED Lebensdauer (Bauelemente)

Hallo,

ich hätte mal eine Frage bezüglich Lebensdauern von LEDs.
Folgendes Problem: Ich steuere mit einem Arduino einige einfache LED-Anzeigen (also einige rote, grüne und gelbe LEDs, die dann entsprechende Zustände signalisieren...)
Ich betreibe das ganze, so, dass jede Anzeige einen gemeinsamen Minuspol und die gleichen Positionen jeder Anzeige einen gemeinsamen Pluspol besitzen.
Das bedeutet, dass ich die LEDs permanent an- und abschalten muss, um damit es so wirkt, als würden die LEDs gleichzeitig leuchten.

Jetzt die Frage: Ist es hier sinnvoll eine möglicht hohe oder tiefe Schaltfrequenz zu verwenden?

Ohne delays läuft das ganze mit ca. 5-10kHz, damit der benötigte optische Effekt entsteht, sollten ja 100Hz schon genug sein.

Hat die hohe Schaltfrequenz negative Auswirkungen auf die Lebensdauer der LEDs oder hat sie Vorteile, da hierdurch die Pausen nicht so groß sind? Oder ist es vollkommen egal?

Hat damit vielleicht jemand Erfahrung? Oder gibt es dazu irgendwas in der Literatur?
Ich hoffe jemand kann mir da weiterhelfen.

LG Micha

Sel am Handy

07.12.2020,
20:26

@ Micha A.

LED Lebensdauer

Den LEDs ist die Frequenz egal, solange die Werte des Datenblatts eingehalten werden. Kurze Leuchtdauer bedeutet unter Umständen für das Auge, das die LED dunkler erscheint in der Helligkeit. Das kompensiert man mit höherem Strom, welcher allerdings irgendwann für die LED schädlich wird. Auch der Kristall der LED wird im Pulsbetrieb (je nach Strom) irgendwann schädlich warm. Das merkt man aber der LED nicht an, außer bei leistungsfähigen LEDs, diese werden meß- und fühlbar warm bis heiß.

Außerdem steigen die Verluste im Treibertransistor/Mosfet mit höher werdender Schaltfrequenz. Der Stromverbrauch der ganzen Schaltung kann dann merklich steigen.

Du mußt also einen Kompromiß finden zwischen Geschwindigkeit, Schaltverlusten, Darstellung und sinnvoller Stromversorgung. Es ist eben Pulsbetrieb (dynamisch) und kein linearer Betrieb der LEDs.

LG Sel

bastelix(R)

07.12.2020,
23:32

@ Micha A.

LED Lebensdauer

» Jetzt die Frage: Ist es hier sinnvoll eine möglicht hohe oder tiefe
» Schaltfrequenz zu verwenden?
Für die LEDs ist die Frequenz relativ egal, Sel hat ja schon geschrieben wo die Frequenz eine Rolle spielt.

Für die LEDs ist es wichtig, dass sie nicht mit mehr Strom betrieben werden als sie vertragen. Wie du das am besten anstellst kommt auf die LEDs und die Strome an. Im einfachsten Fall ein entsprechend dimensionierter Vorwiderstand.

Falls du die LEDs direkt mit den Pins vom Arduino versorgst solltest du auch beachten, dass der Arduino pro Pin nur 20mA liefern kann und es gibt eine Obergrenze wie viel Strom in Summe über alle Pins abgerufen werden kann (den Wert habe ich grad nicht im Kopf).

Wenn du deinen Schaltplan postest kann man dir vielleicht konkretere Ratschläge geben.

Itzlbritzl

07.12.2020,
23:41

@ bastelix

LED Lebensdauer

»
» Für die LEDs ist es wichtig, dass sie nicht mit mehr Strom betrieben werden
» als sie vertragen. Wie du das am besten anstellst kommt auf die LEDs und
» die Strome an. Im einfachsten Fall ein entsprechend dimensionierter
» Vorwiderstand.
»

Wobei man, ist die Frequenz ausreichend hoch, mit dem mittleren Strom als Näherung rechnen darf.

bastelix(R)

08.12.2020,
00:44

@ Itzlbritzl

LED Lebensdauer

» Wobei man, ist die Frequenz ausreichend hoch, mit dem mittleren Strom als
» Näherung rechnen darf.
Ja, aber das ist dann i.d.R. etwas zu hoch für Leute (und ich zähle mich zu diesen Leuten) die mit Arduinos basteln und solche Fragen stellen.

Offroad GTI(R)

08.12.2020,
09:02

@ Itzlbritzl

LED Lebensdauer

» Wobei man, ist die Frequenz ausreichend hoch, mit dem mittleren Strom als
» Näherung rechnen darf.
Und auf den Maximalstrom der LED ist in jedem Fall zu achten.

Micha A.

E-Mail

08.12.2020,
17:09

@ Offroad GTI

LED Lebensdauer

» Und auf den Maximalstrom der LED ist in jedem Fall zu achten.

Das mit den Maximalstömen habe ich natürlich beachtet. Jeder Pin am Arduino und jede LED wird mit max. 15mA belastet, was für beides vollkommen im Rahmen ist.
Da das ganze dann 24/7 laufen soll, wollte halt nur nicht, dass ich die LEDs frühzeitig wechseln muss, obwohl ich es hätte verhindern können.

Ich denke ich werde im unteren Frequenzbereich etwas rumprobieren, um den Stromverbrauch gering zu halten.

Danke für die Antworten. :-)

Offroad GTI(R)

08.12.2020,
18:25

@ Micha A.

LED Lebensdauer

» jeder Pin am Arduino
» und jede LED wird mit max. 15mA belastet, was für beides vollkommen im
» Rahmen ist.
Es gibt, neben dem Maximalstrom für einen Ausgang auch noch einen Maximalstrom für den ganzen IC.
Beim ATmega328p sind das bspw. 200mA, wobei der Maximalstrom pro Pin bei 40mA liegt.

» Da das ganze dann 24/7 laufen soll, wollte halt nur nicht, dass ich die
» LEDs frühzeitig wechseln muss, obwohl ich es hätte verhindern können.
Die LEDs haben mit dem Strom kein Problem. Jetzt ist also die Frage, wie viele LEDs der Arduino treiben soll.

cmyk61(R)

E-Mail

Edenkoben, Rheinland Pfalz,
08.12.2020,
21:46

@ Micha A.

LED Lebensdauer

Hallo,

nimm das Datenblatt Deiner favorisierten LED zur Hand und studiere es ausgiebig. Immer dran denken: jede LED-Type ist ein wenig anders.
Dort findest Du in der Regel alle relevanten Angaben.
Nicht zuletzt: der Hersteller bzw seine Distributoren haben Mitarbeiter, Anwendungsingenieure, bei denen man durchaus hilfreiche Infos bekommen kann.

Gruß
Ralf
»
» ich hätte mal eine Frage bezüglich Lebensdauern von LEDs.
» Folgendes Problem: Ich steuere mit einem Arduino einige einfache
» LED-Anzeigen (also einige rote, grüne und gelbe LEDs, die dann
» entsprechende Zustände signalisieren...)
» Ich betreibe das ganze, so, dass jede Anzeige einen gemeinsamen Minuspol
» und die gleichen Positionen jeder Anzeige einen gemeinsamen Pluspol
» besitzen.
» Das bedeutet, dass ich die LEDs permanent an- und abschalten muss, um damit
» es so wirkt, als würden die LEDs gleichzeitig leuchten.
»
» Jetzt die Frage: Ist es hier sinnvoll eine möglicht hohe oder tiefe
» Schaltfrequenz zu verwenden?
»
» Ohne delays läuft das ganze mit ca. 5-10kHz, damit der benötigte optische
» Effekt entsteht, sollten ja 100Hz schon genug sein.
»
» Hat die hohe Schaltfrequenz negative Auswirkungen auf die Lebensdauer der
» LEDs oder hat sie Vorteile, da hierdurch die Pausen nicht so groß sind?
» Oder ist es vollkommen egal?
»
» Hat damit vielleicht jemand Erfahrung? Oder gibt es dazu irgendwas in der
» Literatur?
» Ich hoffe jemand kann mir da weiterhelfen.
»
» LG Micha