ich habe hier ein kleines feines LCD mit integriertem Backlight, dass i= ch nun gerne im Pulsbetrieb nutzen w=FCrde. Also mal eben eine PWM Schaltu= ng mit NE555 aufgebaut und alles funktioniert auch wunderbar, nur zieht die ga= nze Kiste in Pulsen 400mA bei 4,2V - kein Wunder bei ca 50 LED Chips in dem=
Backlight. Das Problem ist, dass diese Pulse Brownouts an meinem =B5C provozieren. Habe das Backlight zwar schon an einen eigenen Spannungreg= ler gehangen, aber das ist IMHO Verschwendung.
Nun war meine Idee folgende:
=DCber einen Ladewiderstand wird ein entsprechend dimensionierter C sow= eit aufgeladen. Die Spannung am C wird in einen NE555 eingegeben. Bei der oberen Schaltschwelle wird dann ein "Umschalter" ausgel=F6st, der den C= von der Ladespannung trennt und direkt =FCber das Backlight entl=E4dt. Durc= h die relativ langsame Ladung des C sollte die Gefahr von Brownouts gebannt s= ein. Allerdings habe ich jetzt die Bef=FCrchtung, dass die Pulse den LEDs ni= cht besonders gut tun k=F6nnten.
Ist von einer Gefahr f=FCr die LEDs auszugehen, wenn kurzzeitige Pulse = (0,05ms Puls, danach 5ms Ladezeit) knapp =FCber der Antidiffusionsspannung ohne=
Ganz einfach, weil LEDs ihre optimale Effizienz im Pulsbetrieb erreiche= n. Wo immer eine LED m=F6glichst hell leuchten soll, ist Pulsen angesagt. Aus= ser nat=FCrlich, dass ein Dauerleuchten unbedingt erforderlich ist, oder da= s Licht moduliert werden soll.
Ausserdem w=FCrde durch diese Schaltung die Stromversorgung nur noch mi= t 4mA anstatt mit 400mA belastet werden, da der Ladestrom f=FCr den C 100 mal=
kleiner als der Betriebsstrom f=FCr das Backlight ist.Zudem wird des Backlight unangenehm warm, wenn man es nicht ohne Strombegrenzung (R) betreibt. Allerdings muss dann am R zwangl=E4ufig eine Spannung und dam= it Leistung abfallen. Ja ich wei=DF, man kann auch Strombegrenzungen mit F= ET bauen die dieses Problem nicht haben. Trotzdem bleibt das Problem, dass= f=FCr meine Schaltung inkl. Sensoren gerade mal 240mA notwendig sind. D.h. mi= t der Pulsschaltung w=FCrder auch ein kleiner Spannungsregler reichen, de= r dann zudem nicht mit einer gr=F6=DFen Verlustleistung fertig werden m=FCsste= .
Lies mal das Datenblatt einer LED *richtig*, dann wirst du feststellen, dass das Gegenteil der Fall ist, wobei der Effekt nicht besonders stark ausgeprägt ist.
Hm, da haben mir die DPSS LASER Experten im Labor (
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) wo ich grade Zivi mache was anderes erz=E4hlt ...
Bleibt trotzdem das Argument mit den Str=F6men. Ausserdem ist der 1A Spannungsregler der das Backlight versorgen sollte im nicht Puls-Betrie= b unangenehm hei=DF geworden. Mit der anf=E4nglich werw=E4hnden PWN Schal= tung war das Problem nicht mehr vorhanden, aber daf=FCr gab's massenhaft Brownou= ts, trotz dicker 100=B5F St=FCtze am =B5C.
Zu der Lebensdauer einer Backlight LED in diesem Modus konnten die mir allerdings nicht viel sagen. DPSS LASER sind f=FCr Pulsbetrieb ausgeleg= t und eine begrenzte Lebensdauer ist einkalkuliert.
Schwankt... Das Teil soll aus einem modifizierten Fahrraddynamo (die Zwandsdrosselung wurde entfernt) versorgt werden, d.h. je nach Geschwindigkeit kann die Spannung schon mal auf 15V ansteigen. Ein Schaltregler w=E4r da aber echt nicht schlecht, schon wegen der ansonst= en anfallenden Verlustleistung.
Da kommt dann noch ein weiteres Argument f=FCr die Pulsung: Der zeitwei= lige Batteriebetrieb. Wie Du schon anmerktest mittelt das Auge schon bei wen= igen Hz aus. Und da reichen dann schon kurze, intensive Pulse das Auge soz. "voll durchzusteuern", wobei in der LED kaum Leistung umgesetzt wird.
Also wie gesagt, eine Pulsung w=E4r mir echt ganz Recht.
Naja, ich nehm das jetzt mal f=FCr bare M=FCnze. W=E4re gut wenn Du da = aber trotzdem ein paar Quellen nennen k=F6ntest.
Ausserdem h=E4tte ich dann gerne eine Erkl=E4rung, warum die meisten LED-Ansteuerungen gepulst sind, auch wenn keine Dimmung erw=FCnscht wir= d? Da muss es doch einen vern=FCnftigen Grund gibt.
das Problem sollte doch recht einfach zu loesen sein, wenn man den Ansatz nicht bei den LEDs sucht, sondern bei der Versorgungsspannung des Prozessors. (ich ignoriere einfach mal den anderen Zweig, ob das Pulsen Sinn macht, oder nicht)
Aus der gemeinsamen Versorgungsspannung beider Schaltungsteile sollten 2 relativ unabhaengige werden. Dazu leite die Versorgungsspannung fuer den Prozessor vom gemeinsamen + ueber eine Diode (z.B. Shottky fuer wenig Drop und schnelle Reaktion) auf einen 2. Elko, der genug Kapazitaet hat, den Prozessor, waehrend der Pulse fuer die LEDs, weiter zu versorgen. Die Diode verhindert, dass Energie zurueckfliesst und es zum Brown-Out kommt. Zu der Diode kann man auch noch eine Drossel in Reihe schalten, schaden tut das bestimmt nicht....
Viel Erfolg, und nicht vergessen, Ergebnisse zu posten :-)
Probiers doch einfach selber aus: LED mit 20mA vs. LED mit 40mA und 50% Tastverhältnis.
Multiplexing! Für ein 6-stelliges, numerisches Display bräuchtest du an einem Microcontroller ohne Multiplexing 48 Portpins, mit Multiplexing reichen sechs (in der Praxis macht man dennoch mit 11 oder 14).
Klar, f=FCr DOT Matrix Anzeigen usw. muss man es ja so machen, da die D= inger in einer Matrix beschaltet sind.
Ok, dann hake ich das jetzt mal ab. Trotzdem bleibt da immer noch das Problem, dass 400mA ein wenig den Rahmen meiner Schaltung sprengen w=FC= rden. Ausserdem habe ich mal das LED Backlight an ein Labornetzteil gehangen,= und solange von 0V hochgeregelt, bis die LEDs angefangen haben zu leuchten = (Was ist da eigentlich der gebr=E4uchlicherere Term? Ich kenne da nur Antidiffusionsspannung. Durchbruch ist IMHO das "Durchbrechen" in Sperrrichtung). Dann habe ich die Strombegrenzung rausgenommen und konn= te
400mA messen. Nur wurde das Backlight dabei ziemlich warm. Zwar nicht s= o sehr, dass man sich die Finger dran verbrennt, aber wenn das Teil einge= baut ist, kann es die W=E4rme kaum abgeben, da es so gut wie keinen mechanis= chen Kontakt zu anderen Teilen hat. Luftkonvektion gibt's an der Stelle auch=
Hey, LEDs betreibt man mit Konstantstrom nicht mit Konstantspannung, sei mal froh, dass die dir noch nicht abgeraucht sind. Hat das Display denn keine Typennummer? Oder hast denn das Datenblatt, da steht drin wieviel Strom das Backlight verträgt, evtl. reicht dir ja auch weniger als die max. Helligkeit.
Na, dass wei=DF ich ja selber. Ich bin nur 0,1V =FCber die Antidiffusionsspannung gegangen, dadurch wirkt die LED durch ihren eige= nen Innenwiederstand wie ihre eigene Strombegrenzung (ja ich wei=DF Halblei= ter sind Hei=DFleiter usw).
Tja, das mit dem Datenblatt ist so eine Sache. Laut dem offiziellen Datenblatt sollte das Backlight 20mA bei 7.2V Spannung verpasst bekomme= n. Also Netzteil auf 7.2V bei 20mA eingestellt: Nix tut sich.
Wirklich was sehen kann man erst ab ca. 150mA, annehmbar hell wird's be= i ca
250mA.
Das Problem das ich ja urspr=FCnglich hatte war ja nicht, wie man eine = LED pulst. Mit meiner Pulsschaltung habe ich eine angenehme Helligkeit, die=
LEDs werden nicht warm und von aussen zieht das Teil nur so um die 10mA= .
Irgendwie reden wir am Problem vorbei: Ich habe eine funktionierende L=F6= sung und wollte nur wissen, was meine LEDs davon halten. Bei meiner Pulsschaltung w=FCrde durch den Festgelegten C immer die gle= iche Energiemenge durch die LEDs abgeleitet, egal welche Spannung ich verwen= de, allerdings mit einem der Spannung proportionalen Strom.
7,2V/20mA klingt nach zwei richtig guten oder drei normalen LEDs. Bist du sicher das richtige Datenblatt zu haben
Bei welcher Spannung?
Mysteriös.
Ohne Messung des Spitzenstroms und Vorliegen des richtigen Datenblatts lässt sich da keine Aussage treffen, ausser dass der Wirkungsgrad recht mies sein wird (ESR des Kondensators und geringere Effizienz der LEDs).
Das Datenblatt habe unter der Typenbezeichnung f=FCr das Display gelade= n. Allerdings: Das Display hab ich mal vor ein paar Jahren (ich glaub 1998= ) bei'm Unrad erworben um meinen Freirabatt nicht verfallen zu lassen. Un= d erst jetzt hab ich's zum Einsatz gebracht und ein Datenblatt aus dem Internet geladen. Kann also sein, dass der Hersteller einiges an den Spezifikationen ge=E4ndert hat (kommt ja allenthalben vor).
bei
5V =20
Ich bin kein Parapsychologe und kann dir da auch keine Vern=FCnftige An= twort darauf geben. Der Wert erscheint mir auch als zu niedrig. Auf dem Messg= er=E4t steht zwar RMS (wobei das ja bei der Strommessung eher nicht so entscheidend sein d=FCrfte, oder?), aber ich bin mir nicht sicher inwie= fern es bei Spitzenstr=F6men richtig misst. =20
s
echt
).
Oh, da hab ich ja noch gar nicht dran gedacht. Das Du mir CW Betrieb an= 's Herz legst hab ich mittlwerweile schon mitbekommen ;-) Was w=E4re eine Schaltung mit vergleichsweise kleinem Bauteileaufwand um das Backlight vern=FCnftig anzusteuern. Spannungsversorgung variiert von 6 bis 15 Vol= t. Den =B5C mit Sensoren versorge ich (noch) =FCber einen Linearregler.
Ein wahrlich endloser Thread. Wolfgang, vergiss einfach mal komplett deinen Ansatz, lies das alles hier aufmerksam durch, und bau dann einfach einen normalen ordentlichen Vorwiderstand rein, so wie es alle tun (das sind doch nicht alles Deppen, was glaubst du denn ?) bzw. einen Stromschaltregler (LT1305) wenn die LEDs mehr Spannung brauchen als du zur Verfuegung hast.
a) LEDs sind gepulst nicht heller oder effektiver. Deine Pulsschaltung (C durch Anklemmen an eine Spannungsquelle laden, dann durch Umklemmen an eine LED entladen) verbraet uebrigens unendlich viel Energie, das sind naemlich jeweils kleine Kurzschluesse. Sowohl wenn man den (halb-)leeren C an die Spannungsquelle anschliesst, als auch wenn man den auf hoehere Spannung aufgeladenen C an die LED anschliesst. Und beim Quasi-Kurzschluss entsteht unglaublich Verlust in der Zuleitung.
b) LEDs betreibt man nicht mit einer Spannung, sondern an einem Strom. Die Spannung stellt sich dann schon ein, irgendwo in der Naehe der Datenblattangabe. Die LED nimmt sich so viel Spannung, wie sie braucht, abhaengig von Chiptemperatur etc.
c) Eigenschaften eines DPSS Lasers sind NICHT auf LEDs uebertragbar. Aber auch Laser schliesst man nicht einfach an eine Spannungsquelle an, sondern an eine (bei dem Ding gepulste) Stromquelle.
d) Deine Schaltung funktioniert nicht. Die Tatsache, das sie beim Ausprobieren vielleicht geht, heisst naemlich nicht, das sie auch morgen (im Winter) noch geht. Vielleicht hat sie die LEDs aber auch schon beschaedigt.
e) Wenn man an einen Fahrraddynamo was anschliessen will, tut es am besten ein NiCd-Akku mit 4-5 Zellen hinter einem Gleichrichter. Der glaettet und regelt die Spanung von ganz alleine, nimmt alle ueberschuessige Energie zum Laden (der Dynamo ist naemlich ein hervorragendes Ladegeraet. SubC-Zellen lieben 0.5A Ladestrom, und der Dynamo ist Klasse, weil er die Belastung des Radler durch seine eingebaute Leistungsbegrenzung nie zu hoch ansteigen laesst. Vergiss modifizierten Dynamo, Schaltregler, Elkos, Batterie- statt Akkubetrieb
Wenn das offizielle Datenblatt sagt 20mA, dann hast du (bei erst mal kurzgeschlossenem Netzteilausgang) dein Labornetzteil auf eine Strombegrenzung von 20mA einzustellen, und (bei offenem Netzteilausgang) auf eine Spannung, die WEIT HOEHER ist als 7.2V (sagen wir
10V). Wie viel Volt sich dann die LEDs genehmigen, kann man nach dem Anklemmen der LEDs dann am Voltmeter ablesen. Das Labornetzteil regelt ja mit der Spannung runter wenn eingestellt viel Strom fliesst und wirkt damit wie eine Stromquelle, also als ob der genau passende Vorwiderstand dran waere.
Wenn dein LCD trotz fliessender 20mA nicht ausreichend hell ist, sondern erst bei 250mA ordentlich leuchtet (und es wirklich das richtige Datenblatt ist), dann hast du dir mit deinem Puls-Quatsch deine hocheffizenten Backlight-LEDs bereits zerschossen, kauf ein neues LCD.
Es ist auch kein Wunder, wenn man ohne Vorwiderstand einfach LEDs an eine Spannungsquelle klemmt, das dann die Spannung der Spannungsquelle (bei dir pulsartig) einbricht, und der ebenfalls an die Spannungsquelle angeschlossene uC rumspinnt.
Und es ist ebenfalls kein Wunder, wenn man eine mit 20mA max angegebene LED an eine Spannungsquelle anschliesst, und dann
400mA fliessen, das die superhelle LED das nicht ueberlebt. Manche aendern die Farbe :-) Ich habe hier superhelle gelbe LEDs die nach Ueberstrom nur noch dunkel orangerot leuchten.
Wolfgang. Lies einfach mal die de.sci.electronics FAQ:
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Kapitel LEDs.
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Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
Ich hab jetzt einfach mal einen 'find / -iname "*lcd*.pdf"' gemacht (und nicht wie bisher nur ~/) und d= a doch tats=E4chlich noch in einem "old_and_unused_but_maybe_usefull" Verzeichniss das Original Datenblatt gefunden. Bei den LCD Controller h= at sich nix ge=E4ndert, aber dort ist das Backlight mit 5V bei 160mA angeg= eben.
Oder "Bau dir ein neues Backlight"
Jetzt mal eine Frage dazu: W=E4re da nicht eine effiziete Konstantstrom= quelle effizienter? Ich meine, dass bei 0,150A*5V=3D0,75W schon ein dicker R r= ein muss, an dem dann doch Leistung verbraten wird. Oder unterliege ich da einem Denkfehler? =20
Naja, evtl. baue ich mir eh das Baklight um. Ich bin bei dem LCD mittlwerweile schon darin ge=FCbt, das Backlight rauszuholen, ohne dass= ich da Gro=DF am Geh=E4use rummachen muss. Das sitzt auf einer eigenen Tr=E4gerplatine, die nur an einer Seite Festgel=F6tet ist. 2 L=F6tstell= en mit der Entl=F6tsaugpumpe l=F6sen und schon kann man es wunderbar aus der Seite=
herausziehen. Ich w=FCrde n=E4mlich gerne, das LCD in verschiedene Segm= ente unterteilen, mit jeweils eigenen Farben.
Erledigt. Hm, da muss man dann aber in vielen (!) B=FCchern mal mit die= sen Urban Legends aufr=E4umen.
Glueck gehabt (oder Pech, falls du dir die 140mA sparen wolltest).
5V heisst dort: Es ist der Vorwiderstand schon drin. Es darf direkt an die 5V deines uC (und der haengt direkt am 4.8V Akku, und der per Gleichrichter direkt am normalen Dynamo).
Kaum. Im Beispiel werden die 7 mal parallel ja 2 gruene LEDs mit
2.1V in Reihe haben, bleiben 5V-2.1V-2.1V = 0.8V am Vorwiderstand, macht 16% Verlust = 84% Effizienz. Ein Stromschaltregler ist aehnlich effektiv, aber viel aufwaendiger.
Von den 0.75W brauchen die LEDs 0.588W zum leuchten, nur 0.12W werden im Widerstand verbraten.
Es gibt zwar viele Buecher in den Missverstaendliches drin steht, aber um zur Summe der von dir hier angefuehrten Urban Legends zu kommen, muss man schon mehrere Buecher hernehmen. In einem einzelnen steht sicher nicht so viel Falsches auf ein mal drin.
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