LED über Transistor ansteuern

[faboaic]

Hallo zusammen,

wie schon mal in anderen Threads versprochen anbei mal eine kleine Beschreibung, wie man einen Transistor (hier BD245) dazu benutzen kann, eine LED anzusteuern.
Der Transistor wirkt als Schalter und variabler Vorwiderstand zugleich.

Anbei ein kleines Bild der "Schaltung" ... ist ja nur ein Widerstand und ein Transistor...

Dazu noch ein kurzes YouTube Video, wo man sieht, wie ich die Spannung (wäre also unser Flug-Akku) von 10 Volt (leerer 3S) bis 17 Volt (übervoller 4S) hoch drehe.



Kleine rote Anzeige ist die "Akkuspannung".
Rechtes Multimeter misst den Strom durch die LED. Knappe 100mA.
Linkes Multimeter die Spannung, die über die LED abfällt. ca. 8,3 Volt.
Weil ich gerade keinen Microcontroller Ausgang da hatte, habe ich eine Spannungswandlerplatine genommen, die auf 5,3 Volt eingestellt war.
Basisstrom ist mini (0,8mA) ... das sollte der schwächste Ausgang eines Mikrocontroller schaffen. Bei 5,3 Volt und Basiswiderstand von ca. 6k Ohm.

Strom und Spannung an der LED bleiben so gut wie gleich und Helligkeit damit auch.
Die LED und der Transistor waren ungekühlt, weshalb ich weniger als 1 Watt Leistung von der LED abverlangt habe.
Bei 4S wird der Transistor schon bisschen warm, lässt sich aber noch problemlos schmerzfrei anlangen.
Ich würde sowieso empfehlen, die LED blinken zu lassen... sieht besser aus und ist viel besser für die Kühlung.

Der Transistor ist also nicht im Schaltbetrieb, sondern wird auch noch als Vorwiderstand benutzt. Deswegen wird er auch warm, weil die überschüssige Spannung (also was für die LED zu viel wäre...) in Wärme umgesetzt wird.
Wäre er im Schaltbetrieb (Basiswiderstand kleiner, Basisstrom größer, Transistor in Sättigung), dann würde er auch nicht warm werden.
Aber dann müsste die LED ohne "Transistor als Vorwiderstand" auskommen, also z.B. ihren eigenen Vorwiderstand mitbringen oder die Spannung einfach so abkönnen.

Bitte mit Verstand an solch eine hochkomplizierte Sschaltung dran gehen. Keine Haftung für nichts!
Weil bei sowas hochkomplizierte Berechnungen nicht nötig sind, tut es auch ein Poti als Basiswiderstand (ich hatte ein 15k Ohm) nehmen und erst mal auf höchsten Wert drehen...
Ströme, Spannungen messen und schauen, ob etwas heiß wird.
Dann langsam rauf drehen

Im Zweifel können wir gerne hier im Thread drüber diskutieren.

Mein Vorschlag kann also in bestimmten Fällen eine Alternative zur oft im Forum beschriebenen Verwendung eines ULN2003 sein.
- wenn nicht nur geschaltet sondern auch noch ein variabler Vorwiderstand gewüscht ist. (LED-Betrieb an 3S und 4S ohne Umschaltung)
- wenn die zu schaltenden Leistungen ein wenig größer werden müssen
- wenn keine 5 Volt als Schalt-Ausgang vorhanden sind... (Transistor wird über Basisstrom geschaltet... )

Viele Grüße,
Fabian

[Baumi]

Hallo Fabian

Vielen Dank für Deinen ausführlichen Praxis Tipp. Damit lässt sich doch eine Menge anfangen !!!

Many Greetz
Baumi


Gesendet von iPhone7 mit Tapatalk

[macona]

Danke für den Bericht, sowas habe ich ja auch schon erfolgreich bei meinen RC Glattbahnern als Fron/Rücklicht gemacht.
Was mich interessiert ich aber eher wie man eine Signalleitung als Basis Schalten könnte!?
So könnte ich mit meiner GT3 Funke das Licht auch an und ausschalten.
Ebenso hatten wir vor paar tagen das Thema Gopro Schutter so könnte man ja auch das Kabel selber Löten und das ganze Kostet so unter 10€

jemand eine IDEE?

[faboaic]

wie man eine Signalleitung als Basis Schalten könnte!?
So könnte ich mit meiner GT3 Funke das Licht auch an und ausschalten.
Ebenso hatten wir vor paar tagen das Thema Gopro Schutter so könnte man ja auch das Kabel selber Löten

kannst das bisschen genauer beschreiben?
den ersten von mir zitierten Satz verstehe ich nicht.

oder meinst du mit PWM ausgang vom Empfänger etwas schalten?
ohne Mikrocontroller wird das dann nichts. und wird auch ca Faktor 10 mehr Geld kosten.
mit an die 3 dollar musst dann schon rechnen.

viele Grüße,
Fabian

[macona]

Ja genau PWM Signal schalten.
Währe eine interessante Sache für mich.

[faboaic]

Ja genau PWM Signal schalten.
.

dann brauchst du einen attiny85 oder arduino (nano, pro mini, ... )
an dessen ausgang den Basis Widerstand mit Transistor dahinter.
oder ULN2003.

hab ich mit dem PWM noch nicht gemacht, aber Dirk hier im Forum hat das mit dem automatischen Landegestell schon am Laufen:
http://kopterforum.at/elektronik-bastle ... t1144.html

viele Grüße,
Fabian

[macona]

Danke für den Link, werde mich mal einlesen

[faboaic]

ich würde es wohl erst mal damit versuchen:
http://forum.arduino.cc/index.php?topic=285938.0
Beitrag #4 dort.

viele Grüße,
Fabian

[DeWe]

Als Alternative ware eine Konstantstrom Schaltung. Auch einfach aufzubauen und der Schaltung ist es egal ob ihr 3S oder 6S anschließt. Einmal den Widerstand für den Konstantstrom berechnet und gut ist

Mehr Infos wären z. B. hier
http://www.hobby-bastelecke.de/grundsch ... uelle2.htm

Schaltung ist auch easy :

[DeWe]

Weil hier die Frage öfters aufgekommen ist:
mittels PWM Signal kann man schon schalten oder "dimmen".
Schalten / Dimmen in Anführungszeichen, weil der Strom nur ein Bruchteil der Sekunde durchgeschalten wird, je größer die Pulsweite, um so länger wir der Strom geschalten.
Sprich das "Dimmen" wird dadurch erreicht, das die Zeit wo Strom fließen kann begrenzt bzw verlängert wird.
Schaltung schaut so aus :

Der AVR, wäre in unserem Fall ein Empfänger Ausgang.

[herrjoerg]

Früher habe ich solche schaltungs Berechnungen gehasst, erst heute erkenne ich den praktischen Nutzen

Gesendet von meinem SM-N910F mit Tapatalk

[faboaic]

Einmal den Widerstand für den Konstantstrom berechnet und gut ist

wo genau liegen die Vorteile der konstantStromquelle?
einziges, was mir einfällt, wäre, dass man die Spannung, die zur Basis kommt, nicht kennen muss.
aber bei uns ist da ja meist 5 oder 5,3 Volt als Ausgang des apm oder led Board (Matek).
dann könnte man sich ja die zusätzlichen Bauteile sparen.

auch stört mich irgendwie der R2 Widerstand.
jeder eingesparte Widerstand ist ein guter Widerstand.

oder übersehe ich irgendwas?

viele Grüße,
Fabian

[faboaic]

für alle, die Angst vor Transistoren oder anderen Bauteilen haben, weil sie nicht wissen, was welches Beinchen ist oder welchen Wert ein Bauteil hat:

kostet weniger als 15 dollar bei banggood und ist eine wirklich große Hilfe.

viele Grüße,
Fabian

[Brummer3000]

Um mit einem PWM Signal etwas zu schalten kann man auch einen alten Servo schlachten und die kleine Steuerplatine übernehmen. Statt des Motors der normalerweise damit angesteuert wird einfach ein Relais ( 5 Volt ) ranlöten. Damit das ganze funktioniert wird dann noch eine Diode und ein Kondensator benötigt . Funktioniert super und kostet fast nichts wenn man ein altes Servo zur Hand hat. Der Kondensator wird parallel zum Relais ( der Spule ) angelötet und die Diode in reihe davor ---- fertig. Anfangs hat man einen stufenlos steuerbaren Stroboskop Effekt, der dann in ein Dauer EIN über geht bzw. in der anderen Richtung Aus ist .

Schalte so z.b. meinen schwenkbaren Scheinwerfer ...

[DeWe]

Der Vorteil der Konstantstromquelle ist, das z. b. eine LED Kette 500mAh benötigt, diese immer zur Verfügung gestellt werden, egal wie hoch die Eingangsspannung ist ( abgesehen von den min. / max Grenzwert. )
Deine LEDs leuchten an 3S genauso wie an 6S (naja fast, aber nicht wahrnehmbar) und brennen nicht durch.

[faboaic]

Der Vorteil der Konstantstromquelle ist,

sorry, hatte die frage falsch formuliert.
was ist der Vorteil gegenüber der Schaltung im ersten Beitrag?
eigentlich nur, dass die 'Steuerspannung ' nicht fest bzw bekannt sein muss?
also für unsere Zwecke eigentlich die aus dem ersten Beitrag besser, weil weniger Bauteile, weniger Verluste und wir haben 5 Volt vorhanden.

viele Grüße, Fabian

[DeWe]

und dein Transistor Leistung verbrennen muss. Hast du in der Konstantstromquelle nicht.

[faboaic]

und dein Transistor Leistung verbrennen muss. Hast du in der Konstantstromquelle nicht.

dann habe ich wohl wirklich einen Denkfehler.

gehen wir mal von 17 Volt Versorgungsspannung aus und einem Strom von 100 mA. also wie in meinem YouTube Video.

in meiner Schaltung fallen dabei 8,3 Volt an der LED ab ( "nimmt sie sich durch den Strom automatisch selber" ).
die übrigen 8,7 Volt fallen dabei am Transistor ab und werden in Wärme umgesetzt.
also wirklich nicht sehr effektive Sache.
aber die LED ist glücklich und kommt kein Rauch raus.

In der Schaltung der Konstantstromquelle fallen wegen dem gleichen Strom in der LED die gleichen 8,3 Volt ab.
am Widerstand fallen immer 0,7 Volt ab, weil sich dadurch die 100 mA ergeben.
also muss die restliche Spannung am Transistor abfallen.
also 8 Volt.
0,7 Volt weniger als bei mir, weil am Widerstand Leistung verbraten wird.

unterm Strich müsste doch in beiden Schaltungen die gleiche Verlustleistung entstehen.
bzw in der Schaltung der Konstantstromquelle ein klitzekleines bisschen mehr durch den zusätzlichen Transistor.

wirklich effektiv dürfte man das ganze wohl wirklich nur mit einem BEC hin bekommen.

vielleicht war es gestern aber auch einfach zu spät und heute zu früh, dass ich noch nicht klar denken kann.

viele Grüße,
Fabian

[DeWe]

Bevor ich es noch einmal auseinander klamüser.... lese dir einmal den Bericht in dem Link durch. Dort ist es aus meiner Sicht recht gut erklärt

[faboaic]

Bevor ich es noch einmal auseinander klamüser.... lese dir einmal den Bericht in dem Link durch. Dort ist es aus meiner Sicht recht gut erklärt

habe es mir nochmals durchgelesen und verstehe es immernoch so, dass im 'Steuerkreis ' recht wenig fließt (4,7k Ohm widerstand begrenzt).
und im 'Lastkreis ' fließt der Konstantstrom.
die 0,7 Volt am 'strombestimmenden Widerstand' sind fest, die Spannung, die an der LED abfällt, ergibt sich auch automatisch aus dem Konstantstrom.
muss also der Rest an der Kollektor-Emitter-Strecke vom Transistor abfallen.

oder wo liegt der Fehler?
vielleicht kannst du es doch nochmal auseinander klamüsern

viele Grüße,
Fabian

[DeWe]

Hast ja Recht : der Transistor muss auch richtig Leistung verbrennen.... Das bißchen an dem Widerstand ist zu vernachlässigen.
Weiterer Vorteil ist, das man die LED in Ihren perfekten Wirkungsgrad einstellen kann und diser gehalten wird. Auch wenn die Versorgungsspannung schwankt /sinkt.

[faboaic]

ok, dann taugt meine Schaltung von ganz oben und die Konstantstromquelle aus deinem link nur, wenn nicht zu große Differenz zur Batteriespannung vorliegt.

oder, wenn es sich um LEDs mit wenig Leistung handelt.
aber bei LeistungsLEDs, die im Arbeitspunkt mehr von der Batteriespannung abweichen, sollte man auf regelbaren BEC gehen, wo man den idealen Arbeitspunkt nicht über den Strom einstellt, sondern über die Spannung.
werde ich bei Gelegenheit mal machen mit der LED von oben und Video dazu hoch laden.
die BECs werden meist mit 95 % Effizienz angegeben. mit unserem Transistor liegen wir je nach nötiger Spannung bei bis runter zu 50 % oder noch schlechter...

all dies gilt aber für den Betrieb als Stromquelle oder regelbarer Widerstand.
im Schaltbetrieb ist es viel besser und der Transistor sollte kalt bleiben und keine Leistung verbraten. ebenso der ULN2003.

wenn man also 12 Volt LED streifen damit schalten und geringfügig an die Betriebsspannung anpassen möchte, tut es der Transistor.

viele Grüße,
Fabian

[DeWe]

Deine Schaltung ist für eine "konstante" Eingangsspannung und höhere Ströme geeignet, die Konstantstromquelle für unterschiedliche Eingangsspannungen, aber gleichbleibende Last. Zum reinen Schalten mit 5V und höheren Spannungen (z. b. nur 5V Schaltsignal), aber benötigte 12V etc der ULN 2003.