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Konstantstromquellen für Ermittlung Moonlight-Ströme von LEDs

square74

Flashaholic**
7 Oktober 2011
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Engen
Hallo,

ich hatte hier schon was dazu geschrieben.

Da ich kein besseres Labornetzteil (-gerät) habe, welches auf 1mA auflöst, hatte ich nach einer Ersatzlösung gesucht.
Gefunden hatte ich dann solche Konstantstromquellen, die es in verschiedenen Werten von 2mA, 5mA, 10mA und 20mA (andere sicherlich auch noch) gibt:

http://www.ebay.de/itm/5-Stuck-2mA-...215128?hash=item56811af598:g:TmsAAOSwFqJWmQ-8

Ich wollte den Moonlightstrom von LEDs annähernd ermitteln.

Die Konstantstromquellen können parallel verschaltet werden und somit kann der Strom erhöht werden:
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Die Toleranz der Ausgangsströme beträgt lt. Aussage des Verkäufers dort ca. 15%.
Also habe ich die Hoffnung, dass bei möglichs vielen parallel verschalteten Konstantstromquellen, sich die Fehler (falls +/- 15%) irgendwo evtl. ausgleichen.

Heraus kam letztenendes dieser Entwurf:
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hier noch ein paar Bilder:
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Wenn ich selbst Platinen bastle, sieht das nicht immer schön aus, aber solange alles Funktioniert, ist mir das egal ;):
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getestet wird demnächst.
 

schopi68

Flashaholic**
1 Dezember 2011
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www.salmanassar.de
Wahrscheinlich, dass ich mich mit Elektronik einfach nicht gut auskenne und nicht an einen Messwiderstand gedacht hatte ;).

*smile* um das zu korrigieren gibt es ja das Forum. ;)

Achja: die Platine sieht viel besser aus als so manches Gruselstück, das ich hier im Netz schon sah (gut, die Lötungen sind nicht perfekt, aber bis auf ein, zwei Stellen durchaus okay). Gerade diese Lochstreifenplatinenaufbauten neigen ja dazu, ganz schlimm auszusehen. ;)
 
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square74

Flashaholic**
7 Oktober 2011
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Engen
Könnte das dann so aussehen?:
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Damit kann ich dann den Strom ermitteln (Teils rechnerisch) der fließt, wenn die LED zu leuchten beginnt (Moonlight).
Wie sieht es aus, wenn ich einen bestimmten Strom / Helligkeit erreichen möchte, etwas heller als absolutes Minimum.

Bei manchen LEDs hatte ich es schon, v.a. bei mehrfach LEDs wie z.B. XHP50, dass nicht alle der vier verbauten Emitter gleich hell erschienen im Moonlight. Oder war da jeweils was mit der LED selbst nicht ok und sie leuchtete deswegen ungleichmäßig?

Bei solch einer LED brachte ein bisschen mehr Strom dann den gewünschten Erfolg, nämlich augenscheinlich selbe Helligkeit bei allen vier Emittern.
 

square74

Flashaholic**
7 Oktober 2011
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Engen
Da hast Du natürlich auch recht, fließt ja kaum Strom, somit wenig Verluste.
Also so:
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0kay

Flashaholic**
12 August 2016
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Ja, eine gute Sache.
Man könnte bei geringen Strömen auch ein hochohmiges Präzisions-Potentiometer an + und - des Netzteils oder der Batterie anschließen und den Schleifkontakt als Feintuning-Ausgang nehmen, der zweite Ausgang dann an Minus.

Die Bastelei mit Rasterplatten finde ich auch sehr ok. Einmal hatte ich eine Eingangsspannung reduzieren müssen und nur wenig Teile da gehabt. Mit Rasterplatten hatte ich dann einige Dioden aneinander gereiht bis deren Spannungsabfall von je 0,7V zur niedrigen Ausgangsspannung führte, das Ganze diente dann gleich mit als Verpolungsschutz und Strombegrenzung.
 
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0kay

Flashaholic**
12 August 2016
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Ja, zur Strombegrenzung und Voreinstellung.
Poti oder Trimmer würde ich eher als Spielerei ansehen wenn man es ganz genau wissen will.
 

schopi68

Flashaholic**
1 Dezember 2011
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Jepp, genau so. Zur Erinnerung, der Strom (I) durch die LED ist dann bei gegebenem Widerstand (R):

I = (Unetzteil - Uled) / R

Also z.B. bei 12V aus dem Netzteil, 3,5V Flußspannung der LED und gewünschten maximal 20 mA wären das:

R = (Unetzteil - Uled) / I = (12V - 3,5V) / 0,02 = 425 Ohm

Wenn das Meßgerät in Reihe ist, kann - je nach Meßgerät und gewähltem Meßbereich - der Widerstand des Meßgerätes relevant sein. Das siehst Du dann daran, daß der Strom deutlich kleiner als errechnet ist. In diesem Fall ist es möglicherweise sogar besser, wie von Dir zuerst vorgeschlagen die Spannung am Widerstand zu messen. :)

Okay... wir haben jetzt also mal beispielsweise 425 Ohm. Welche Spannung müssen wir einstellen um damit dann 1 mA Strom zu erreichen?

U = I * R
Also: Unetzteil - Uled = I * R
bzw.:
Unetzteil = I * R + Uled = 0,001A * 425Ohm + 3,5V = 3,92V

Für eine größere Genauigkeit kann es sinnvoll sein, den Maximalstrom kleiner zu wählen (ergibt einen größeren Widerstand).

Achja... bei einem größeren Widerstand fällt es weniger ins Gewicht, daß sich die Flußspannung der LED mit dem Strom ändert.

So gesehen erfordert Deine Lösung mit den Konstantstromquellen natürlich weniger Rechenaufwand während der Messreihen. ;)
 

light-wolff

Flashaholic***²
14 September 2011
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im Süden
Gefunden hatte ich dann solche Konstantstromquellen, die es in verschiedenen Werten von 2mA, 5mA, 10mA und 20mA (andere sicherlich auch noch) gibt:
...
Damit kann ich dann den Strom ermitteln (Teils rechnerisch) der fließt, wenn die LED zu leuchten beginnt (Moonlight).

Angesichts der Tatsache, dass die meisten LEDs schon im einstelligen µA-Bereich zu leuchten beginnen, könnte es sein, dass dieses Vorhaben nicht so richtig funktioniert, weil der Mindeststrom durch die "kleinste" Stromquelle vorgegeben ist.
 
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square74

Flashaholic**
7 Oktober 2011
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Angesichts der Tatsache, dass die meisten LEDs schon im einstelligen µA-Bereich zu leuchten beginnen, könnte es sein, dass dieses Vorhaben nicht so richtig funktioniert, weil der Mindeststrom durch die "kleinste" Stromquelle vorgegeben ist.

Da hast Du recht. Beim Test mit einer XM-L leuchtet diese schon bei 2mA. Weiter runter komme ich aber nicht.
 

schopi68

Flashaholic**
1 Dezember 2011
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...


Angesichts der Tatsache, dass die meisten LEDs schon im einstelligen µA-Bereich zu leuchten beginnen, könnte es sein, dass dieses Vorhaben nicht so richtig funktioniert, weil der Mindeststrom durch die "kleinste" Stromquelle vorgegeben ist.

Also ich sehe erst bei 100µA was. Hier im Bild 500µA :p Gut, die LEDs sind auch schon 30 Jahre alt... (passend zum Multimeter und zum OM :D )

2017-07-22 01.04.58s.jpg

Hier nochmal bei Tageslicht. Die LED is jetzt natürlich dunkel. Alles eine Frage des Werkzeugs (da war doch mal diese Sache mit den Kanonen und den Spatzen?)

2017-07-22 01.05.32s.jpg
 
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Tobias

Flashaholic**
22 Februar 2011
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Aachen
Ich würde einen Widerstand, je nach gewünschten Strombereich 1k oder 10k, nehmen und in Reihe mit einem Amperemeter und der LED an das Netzteil anschließen. Mit einem 10k-Widerstand kannst Du von 0 bis ca. 2,5 mA einstellen und zwar durch Einstellen einer Spannung von 0-30 V am Netzteil. Der Vorteil ist, daß Du den Strom sehr präzise einstellen kannst. Der Strom ist dabei nicht geregelt aber das stört nicht denn Du liest den Strom bei der gewünschten Helligkeit ab und die LED-Spannung ist gegenüber der Netzteilspannung sehr klein so daß Du von einem nahezu konstanten Strom ausgehen kannst.
(k: Kiloohm, ein einfacher 1/4 W-Widerstand reicht aus)
 

square74

Flashaholic**
7 Oktober 2011
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Engen
Genau das ist der Trick.

PS: Eine ideale Konstantstromquelle hat einen unendlich hohen Innenwiderstand.

Hallo,
könnt Ihr mir das nochmals ein bisschen erklären.

Ich hänge einen 10K 1/4W Widerstand in Reihe mit Amperemeter und der LED.
Der große "Vorwiderstand" begrenzt den Strom sehr stark und lässt im Maximum ca. 2,5mA zu.
(Habe ich nicht nachgerechnet, wird aber stimmen ;) ).

Wenn ich die Spannung von 0-30V erhöhe, dann steigt der Strom in der Reihenschaltung.
Den Strom messe ich dann mit dem Amperemeter.
Problem ist da bei mir, dass mein Amperemeter nur bis 1mA auflöst und da auch recht ungenau.

Besser wäre für mich dann doch Folgendes:
full


Dann messe ich die Spannung die am Widerstand abfällt, diese ist relativ hoch und kann gut gemessen werden.
Wenn ich ´nen genauen Widerstand nehme, z.B sowas:
https://www.elv.de/messwiderstand-10-kohm-0-05.html

dann bin ich sicherlich wesentlich genauer als bei Strommessung in Reihe, oder?
 

0kay

Flashaholic**
12 August 2016
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Gut, dann musst du lediglich jedes Außenlicht aussperren wenn du die Beurteilung durchführst, ob die LED schon emittiert oder nicht.
 
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square74

Flashaholic**
7 Oktober 2011
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Engen
Gut, dann musst du lediglich jedes Außenlicht aussperren wenn du die Beurteilung durchführst, ob die LED schon emittiert oder nicht.

Dafür sicherlich.
In erster Linie geht es mir aber auch drum eine "vernünftige" Moonlight-Leuchtstufe zu bekommen.
Kann gut sein, dass das auch bei den 2mA bleibt.
Wenn 1mA auch noch sicher leuchten, dann auch gut.

Bei den von mir verwendeten Treibern (LD-2 und LD-3), ist Moonlight sowieso von der Akkuspannung abhängig, d.h. niedrige Akkuspannung (3,0V) bringt auch etwas weniger Moonlight-Strom also voller Akku (4,2V).
Sinnvoll ist dann sicherlich bei Niedrigspannung einen sicheren Moonlight-Modus zu haben, der dann sicherlich bei vollem Akku heller leuchtet.


EDIT:

Hier mal mögliche Moonlight-Ströme berechnet für z.B: XM-L2 (2,8V Vf).

Rmoon [Ohm] = (Vbatt [V] – Vled [V]) / Imoon [A]

daraus folgt:

Imoon [A] = (Vbatt [V] – Vled [V]) / Rmoon [Ohm]

Somit evtl. bei Vf = 2,8V und Rmoon = 150Ohm

Imoon, max. [A] = 9,33mA (volle Zelle)
Imoon, min. [A] = 1,33mA (leere Zelle)
 
Zuletzt bearbeitet:

Tekas

Flashaholic**
23 November 2011
3.832
1.650
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Zur theoretischen Rechnung kann ich nichts sagen, aber ich habe einige Lampe mit Moonlightstufen in Benutzung, zufällig alle ebenfalls mit einer XM-L2, aber mit unterschiedlichen Treibern. Der KDv2 und der QLite haben schon recht gering bestromte Moonlightmodi (beide knapp über 4mA an der Tailcap), aber die niedrigste Stufe von allen bietet der DrJones H17F. Da sind es an der Tailcap gemessene 2mA. Dabei glimmt die LED nur noch zart vor sich hin und ein Großteil der 2mA zieht sich offensichtlich der Treiber rein, denn auf der nächsthöheren Stufe sind es 2,8mA (immer noch nicht viel) und die LED ist gleich um ein Vielfaches heller. In der Praxis spielen also noch Nebeneffekte in die Rechnung mit rein, denn obwohl der QLite mit gemessenen 4,4mA minimal mehr Strom auf Moonlight zieht als der KDv2 mit 4,2mA , leuchtet die LED am KDv2 trotzdem sichtbar heller. Ob das jetzt am Treiber liegt, an anderen Kabeln, ich nicht optimal gelötet habe...keine Ahnung, aber der Unterschied ist sichtbar und nur darauf kommt es an.
 
Zuletzt bearbeitet:
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square74

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