Spannungsregelung für Licht und mehr

  • Hallo zusammen,

    ich habe für die Ansteuerung von LED´s jetzt schon mehrere Dinge ausprobiert, bin aber nie wirklich so richtig zufrieden geworden. Daher hier mal eine Frage an die versierten Elektroniker unter den Modellbauern:

    Jede LED braucht einen passenden Vorwiderstand, um an einer vorgegebenen Spannung richtig zu leuchten. Doch leider hat der Akku am Anfang eine deutlich höhere Spannung als kurz vor Ende. Hier also die Gratwanderung, auf welche Spannung lasse ich mich ein zur Berechnung des Vorwiderstandes. Doch nun habe ich ein tolles Modell mit vielen Lichtern und muss aufgrund einer Veränderung des Antriebs von 2S-Lipo auf 3S-Lipo umsteigen. Ähem... und was machen die LED? Ich habe natürlich jeder einzelnen LED einen eigenen Vorwiderstand spendiert und mache nur ein langes Gesicht, weil die 3,7 Volt Mehrspannung den Tod einzelner LED bedeuten könnte.


    Mein Gedanke:

    Ich baue mir einen Adapter, der mir von Haus aus die Spannung auf 6V reduziert. Dann braucht man alle LED nur einmal definieren und es ist ihnen egal, was für ein Akku anliegt, die Spannung passt dann immer. Hat auch den Vorteil, ich muss nicht immer wieder aufs Neue anfangen, Widerstände zu berechnen und zu beschaffen, wenn man einmal weiß, welche für 6V benötigt werden.


    Hilfestellung:

    Jetzt brauche ich hier mal eure Unterstützung. Meine Kenntnisse der Spannungsregler sind noch recht klein, ich kenne die typischen 7806-Regler und Co, und ich weiß auch, dass die bei 1A am Ende sind. Dieses aber auch mit ordentlich Abwärme, wenn man in meinem Beispiel fast 12 Volt eines 3S-Lipos anhängt. Habt Ihr hier eine gute Lösung? Schaltplan? Bauteilebezeichnung?


    Das wäre mir eine große Hilfe! Danke dafür im Voraus!


    Stefan

    Gruß Stefan


    Aus einem anderen Modellbauforum:

    "Behandle jedes Bauteil, als ob es ein eigenes Modell ist; auf diese Weise wirst Du mehr Modelle an einem Tag als andere in ihrem Leben fertig stellen." :headbang:

  • Wieso verbaust du keine Konstantstromquelle?? Diese fungiert wie ein Wiederstand, der den Strom durch die LEDs konstant hält, solange deine Versorgungsspannung über der LED Spannung liegt. Mit einer Konstantstromquelle kannst du auch mehrere gleiche LEDs in Reihe schalten.


    Grüße

    Was soll ich Sport treiben, wenn ich crawlen gehen kann?

    :D



    Grüße

  • Hallo Stefan,


    Die Spannung ist für die Helligkeit einer LED zweitrangig, der Strom ist der wichtigste Faktor. Meines Erachtens ist die Spannungslage zwischen vollem und leeren Akku in der sichtbaren Helligkeit einer LED zu vernachlässigen.

    Mit einem StepDown Modul kannst Du meines Wissens eine feste Ausgangsspannung bei variabler Eingangsspannung einstellen.


    Herzliche Grüße! Detlef

  • Bei der Widerstandberechnung muss man vom Worst Case ausgehen, d.h. Akkuspannung am Maximum (was im übrigen 4,2V pro Zelle sind bei Lipo, nicht 3,7), LED-Spannung am Minimum (wenn man denn ein Datenblatt hätte in dem das stände) und dabei darf der maximale Strom nicht überschritten werden.

    Also R = (UBatmax-ULEDmin)/ILEDmax, und dann nimmt man den nächst höheren Wert für den Widerstand, dann ist man auf jeden Fall safe.


    Wie oben schon angedeutet, merkt man den Stromunterschied nicht sooo sehr, da LEDs und Augen eine extrem gebogene Kurve haben was "Strom -> Photonen" und "Photonen -> empfundene Helligkeit" angeht.

    Du kannst 100 oder 200µA sehen, aber du kannst 15 und 18mA nicht unterscheiden.

    Einzig wenn der Strom eh schon relativ gering ist würde man Akku voll und leer unterscheiden können.


    Es ist aber durchaus eine gute Idee, einfach einen Spannungsregler zu benutzen, der die Akkuspannung auf z.B. 6V einstellt, da spart man sich das Gerechne das es untenrum nicht zu duster wird und obenrum der Qualm nicht rauskommt.

    Und oh wunder das gleiche Problem haben Servos und Empfänger auch, dafür wurde das BEC erfunden ;)

    Jetzt gleich ein Castle-BEC mit 10A zu kaufen ist natürlich mit Atomraketen auf Fliegen, aber gehen würde es.


    Es gibt da verschiedenste Möglichkeiten, z.B. auch das BEC eines Windenreglers mitzunutzen, der spuckt meist 5V mit 1A aus (ein 7805), das reicht für LEDs voll aus ist aber sonst zu nix gut.

    Oder man besorgt sich einen kleinen Spannungsregler (z.B. 162711125171) und nutzt den.


    Bei sowas muss man aber immer bedenken: So ein Spannungsregler funktioniert wie ein Widerstand, der sich selber einstellt. Als solcher braucht es einen bestimmten Spannungsabfall zum Funktionieren, beim 78xx z.B. sind das je nach Modell um 2V. Um 6V zu erzeugen muss also vorne mehr als 8V anliegen.

    Damit sind an 2S selbst 7805er schon nicht mehr 100% stabil. Und das andere Problem hast du schon angesprochen: die Wärmeentwicklung.

    Moderne Schaltregler wie der o.g. kommen zum einen mit deutlich weniger Restspannnug hin, zum anderen erzeugen sie als Schaltnetzteil kaum Abwärme.

    Daher kann so ein gerade mal 1x2x0,4cm großes Ding durchaus 1,5A von 4S auf 5V runterbringen ohne wesentlich warm zu werden.

    Und: es hat einen stromlosen Schalteingang, mit dem man mittels H-Signal den Ausgang einschalten kann.


    Eine andere Möglichkeit wäre ein Boost oder Step-up-regler, der aus der Akkuspannung eine höhere erzeugen kann, damit kann man aus 2S eine 12V Lightbar speisen...


    Eine Konstantstromquelle wäre auch noch machbar, die versorgt wie der Name schon sagt die LEDs mit konstantem Strom auch wenn die Eingangsspannung schwankt.

    Dazu braucht aber jede LED ihre eigene, und weil das so ein Aufwand ist und auch bei kleinen Strömen keinen Vorteil bietet macht man das in der Regel nur bei High Power LEDs. So kann man eine einzelne LED mit mehreren hundert mA aus einer höheren Spannung versorgen ohne das was warm wird, denn auch das sind im Normalfall Schaltnetzteile...

  • 80T

    Konstantstromquelle ist schon okay, (wenn wir die Umsetzung mal offen lassen) aber rote und gelbe sowie weiße LED brauchen alle unterschiedliche Ströme, wenn man nicht zufällig alle aus einer Sorte hat. Daher brauch ich dann mehrere Konstantstromquellen. Abgeleitet davon dachte ich, ich reduziere wie auch immer die Spannung auf 6V generell, sodass ich für die Zukunft immer die passenden Widerstände für den betrieb an 6V zu Hause habe.


    @ Detlef

    Step Down Modul wäre ein erster Ansatz! Danke für das Stichwort. Ich werde das mal in meine Überlegungen einfließen lassen.


    Jens

    Ja, die Rechnung für den Widerstand habe ich etwas zu oberflächlich angegeben. Man muss von den 4,2 Volt pro Zelle ausgehen und entsprechend rechnen. Da war ich schlampig im Schreiben... :D.

    Der Gedankengang mit dem BEC ist auch mein Ansatz. Gut, da sind dann 6V schlecht gewählt, wenn 5V mehr Stabilität bringt. Das ist nämlich auch mein Gedanke dabei, man hat immer gleich helles Licht verfügbar und kann je nach Einsatz durch den Vorwiderstand die Feintrimmung machen.

    Danke für den kleinen Spannungsregler, sowas probiere ich mal aus. Das scheint mir auch auf Dauer die beste Lösung zu sein.


    In meinem "Discoauto", ein Hummer H2 habe ich jede Menge LED verbaut und diverse Spannungsregler mit Poti eingesetzt. Aber da regle ich die Spannung und nicht den Strom, was eben nicht so prickend ist und die Gehäusefahne hier und da doch spürbar warm wird. Danke für den Tipp zu dem Modul


    Eine Lightbar für 12 Volt ist nicht geplant, für so dringende Notfälle hat dann das "Begleitpersonal" eine Taschenlampe im Gepäck... :lol2:


    Also danke an alle Mitstreiter, der Link hat mir schon geholfen!

    Grüße und, wenns dann soweit ist, schöne Weihnachten, guten Rutsch, frohe Ostern oder so ähnlich... monster

    Stefan

    Gruß Stefan


    Aus einem anderen Modellbauforum:

    "Behandle jedes Bauteil, als ob es ein eigenes Modell ist; auf diese Weise wirst Du mehr Modelle an einem Tag als andere in ihrem Leben fertig stellen." :headbang: