Rainbow-LEDs in Reihe schalten

Anleitungen für "hausgemachte" LED Projekte

Moderator: T.Hoffmann

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Mirfaelltkeinerein
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Mo, 27.08.07, 18:13

Hallo Allerseits!

Das hier wird ein Mikro-HowTo.
Hier im Forum ist immer wieder die Frage aufgetaucht, ob man Rainbow-LEDs in Reihe schalten kann. Die Antwort war meisten, dass man es nicht kann, und wer es doch ausprobiert wird merken, dass der Farbwechsel nicht mehr ordentlich funktioniert. Schaut man sich mal genauer an, wie die Rainbow-LED den Farbwechsel macht (schnelles hin und her wedeln der laufenden LED reicht), erkennt man, woran das liegen könnte. Die Farben werden überblendet, indem die einzelnen Chips per Pulsweitenmodulation gedimmt werden. Dabei kommt es vor, dass gar kein LED-Chip leuchtet und damit auch kein (nennenswerter) Strom durch die LED fließt (müsste man nochmal mit einem Oszilloskop verifizieren). Das beeinflusst auch die anderen LEDs in der Reihenschaltung und wenn sie nicht alle bei der Einschaltfarbe rot hängen bleiben, so kommen sie doch jedenfalls nicht weit darüber hinaus.
Hier zeigt sich auch gleich die Lösung des Problems: man muss dafür sorgen, dass der Stromfluss auch in den Aus-Phasen der PWM-Modulation erhalten bleibt. Das lässt sich einfach mit Kondensatoren erreichen, die parallel zu den LEDs geschaltet sind. Wenn eine sperrt, fließt durch die anderen noch weiter Strom, solange die Kondensatorspannung nicht zu stark abfällt. Tatsächlich braucht man sogar einen Kondensator weniger, als LEDs in der Reihenschaltung. Bei mir haben sich Elkos mit 1000-2200µF bewährt. **Edit** Es funktioniert aber auch schon ab 100µF. **/Edit**

Ich habe hier auch noch mal einen Mini-Schaltplan gezeichnet:
996_RainbowLEDsInReihe_1.png
996_RainbowLEDsInReihe_1.png (1.41 KiB) 8418 mal betrachtet

Ich hoffe, das hilft dem ein oder anderen...
Zuletzt geändert von Mirfaelltkeinerein am Mi, 05.09.07, 16:31, insgesamt 1-mal geändert.
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bene
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Mo, 27.08.07, 18:28

Ja also faden die dann immer alle gleich oder wie ist das jetzt zu verstehen?

Oder alle wild durcheinander?
2075_ssss_6_1.jpg
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jm2_de
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Mo, 27.08.07, 18:33

Hast Du das schonmal praktisch gebaut oder ist das nur Theoretisch ?
Fliesst denn bei leeren Kondensatoren nicht ein recht hoher Strom durch die LED ?

KA wie die jetzt intern aufgebaut sind, aber die PWM Steuerung hat warscheinlich
keinen Feedback um die Spannung zu regulieren.
Also es wird wohl nur die Fequenz des PWM Signals verändert ohne das dabei auch
eine zu hohe Eingangsspannung / Strom angepasst wird ???
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Mirfaelltkeinerein
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Di, 28.08.07, 07:51

Ich habe es praktisch aufgebaut, allerdings mit einer (simpel-)Stromquelle (JFET mit Poti) anstatt des Widerstands (habe leider gerade kein Foto). Du hast allerdings recht, bei leeren Kondensatoren fließt bei einem Widerstand ein recht hoher Strom durch die erste LED, also sollte man da tatsächlich über alle LEDs einen Kondensator schalten:
996_RainbowLEDsInReihe2_1.png
996_RainbowLEDsInReihe2_1.png (4.08 KiB) 8418 mal betrachtet
Dann fließt der Ladestrom über die Kondensatoren und nicht über die LEDs.

Und, ja, sie faden nach wie vor alle wild durcheinander. Sind ja trotzdem unabhängig. Nur die kontinuierliche Stromversorgung ist jetzt sichergestellt.
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Mirfaelltkeinerein
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Di, 28.08.07, 07:54

jm2_de hat geschrieben:KA wie die jetzt intern aufgebaut sind, aber die PWM Steuerung hat warscheinlich
keinen Feedback um die Spannung zu regulieren.
Also es wird wohl nur die Fequenz des PWM Signals verändert ohne das dabei auch
eine zu hohe Eingangsspannung / Strom angepasst wird ???
Nee, die Frequenz bleibt gleich. Nur das Tastverhältnis wird geändert. Eine zu hohe Eingangsspannung wird wohl in Grenzen ausgeglichen, weil der rote Chip auch vollständig angeschaltet wird und wie wir alle wissen ist dessen Flussspannung wesentlich niedriger als die von den grünen und blauen Chips.
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Mominik
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Di, 28.08.07, 12:40

Wie lange leuchten die LEDs bei 2200µF denn noch, wenn du ausschaltest? Sicherlich eine ganze Weile. Ob die Rheienschaltung diesen Aufwand wert ist, ist meiner Meinung nach fraglich. Die Kondensatoren sind teurer als Widerstände für eine Parallelschaltung. Und bei den geringen Leistugen muss man eigentlich auch nicht über Effiziens reden. Es geht ja kaum Leistung verloren.

MfG
Mominik
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Di, 28.08.07, 13:43

Bei 2200µF weiß ich nicht mehr genau, aber bei 1000µF gehen sie recht schnell aus (ca. 3 Sekunden, aber der Farbwechsel stoppt).
Sicherlich kann man jetzt anfangen über die Kosten zu diskutieren, aber effizienter ist es auf jeden Fall, wenn man mehrere Rainbow-LEDs betreiben will. Wichtig wird sowas aber eigentlich nur, wenn man die per Batterie/Akku speist (Solaranlage?).
(Wenn man Altelektronik ausschlachtet, kosten einen die Elkos garnix...)
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jm2_de
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Di, 28.08.07, 19:14

Versuch doch auch mal mit einer LED jeweils rote, blau oder grüne LED anzusteuern.
Mit den Blink LEDs geht sehr gut, spart einem den NE555 + Kleinteile :wink:
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Mi, 29.08.07, 08:13

Dazu gibt es ja Schaltungen in vielen verschiedenen Ausführungen. Allerdings habe ich wenig Verwendung für Blink-LEDs...
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Di, 04.09.07, 17:21

Ich habe jetzt noch ein paar Fotos gemacht.

Von der einen Seite mit Blitz:
996_RainbowLEDs1_1.jpg
und von der anderen Seite ohne Blitz:
996_RainbowLEDs2_1.jpg
Wie man an den Farben sieht, laufen die Rainbow-LEDs unabhängig voneinander durch ihr gesamtes Programm.
Zuletzt geändert von Mirfaelltkeinerein am Mi, 12.12.07, 14:40, insgesamt 1-mal geändert.
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juk
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Di, 04.09.07, 17:24

Hast du mal probiert, was der mindest-Kondensator ist? Theoretisch könnte man das ja auch ausrechnen... 1000µF erscheint mir vom Gefühl her aber reichlich zu sein. Ein paar µF sollten reichen? ISt aber wie gesagt nur gefühl, ohne gerechnet zu haben...
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Di, 04.09.07, 17:41

Nee, die 1000µF-Elkos waren die kleinsten, die ich gerade greifbar hatte. Mal sehen, ob ich es heute mal ausprobiere...
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Mi, 05.09.07, 16:30

Hallo nochmal!

Ich habe diese Geschichte mit kleineren Kondensatoren bis zu 100µF ausprobiert. Funktioniert immer noch. Noch kleinere Elkos muss ich mir erst besorgen. Ich habe oben aber schon mal editiert...
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Sailor
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So, 09.09.07, 08:50

Auch wenn es nur ein kleines How² ist: Für Idee und Realisierung: 50 Credits
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Mirfaelltkeinerein
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Mo, 10.09.07, 08:48

Sailor hat geschrieben:Auch wenn es nur ein kleines How² ist: Für Idee und Realisierung: 50 Credits
Danke sehr! :D

Ich habe am Wochenende noch kleinere Elkos ausprobiert. Mit 47µF funktioniert die Sache noch so halbwegs (bei zwei von drei Rainbow-LEDs), mit noch kleineren Elkos funktioniert's dann nicht mehr vernünftig. Die Farbabfolge wird zwar nicht immer wieder zurückgesetzt, aber manchmal werden die LEDs komplett dunkel.
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