Ausgangs-Einschaltstrom Trafo begrenzen

[Cheesy]

Hallo, zusammen,

zuerst einmal muss ich sagen, dass ich nicht vom Fach bin, insofern wäre es nett, wenn ich nicht mit Fachbegriffen bombardiert werde.

Nun zu meinem Problem:
ich habe eine Sammlung von Modellfiguren, die eingebaute LEDs haben. Diese werden normalerweise mit je drei 1,5V Knopfzellen betrieben. Das ist ziemlich umständlich, weil so alle LEDs einzeln eigeschaltet werden müssen und die Knopfzellen halten nicht besonders lange.
Deswegen habe ich mir ein Universalnetzteil besorgt (5A, 120W), welches ich auf 4,5 V einstellen kann. Dann habe ich mir kleine Batterieadapter gebastelt, die ich statt der Knopfzellen in die Figuren einsetzen kann.
Leider kommt es nun zum Problem, dass das Netzteil beim Einschalten scheinbar etwas mehr als die 4,5V liefert, was leider ein paar der LEDs zerschossen hat.
Die LEDs habe ich alle parallel geschaltet, dafür habe ich eine kleine Verteilerbox gebaut, an die ich die Figuren einfach mit Klinkensteckern verbinden kann.

Gibt es eine Möglichkeit, zwischen meine Verteilerbox und Netzteil einen Begrenzer zu setzen, der den Einschaltstrom "dämpft", damit mir die LEDs nicht durchbrennen?

Vielen Dank,
Peter

[BernhardS]

Da müssen Widerstände rein.

Für Grundlagen empfehle ich gerne die Seite Elektronik-Kompendium.
Gib einfach die Begriffe Elektronik, Kompendium und LED bei Google ein, dann kommst
Du leicht auf die richtige Seite. Das mit dem Widerstand steht allerdings eher weiter unten.
Du musst nun nicht wirklich alles über LED komplett lesen.

Mit den Knopfzellen funktioniert das so, daß die nicht so viel Strom liefern können um eine LED durchzubrennen.
Ich mag Analogien überhaupt nicht, heute eine Ausnahme: Batteriezellen verhalten sich elektisch so,
als ob sie einen Widerstand eingebaut hätten. Man nennt das den Innenwiderstand.

Wenn Du ein Netzteil verwendest, dann musst Du den Widerstand nun einbauen.
Und LED parallel schalten funktioniert auch nicht gut. Das sollte wieder aufgetrennt werden.
Das mit dem gemeinsamen Schalter bereden wir später.

Ich weiß ja nun die Lichtfarbe nicht, aber mal grob sollte der Widerstand für volle Helligkeit bei 4.5 V
in der Gegend von 110 Ohm sein. Könnte für Modellbau ein bißchen zu grell sein. Also mehr.

Ratschlag: Kauf einfach mal ein Tütchen Widerstände von 470 Ohm und probier damit rum.
Ist es zu hell, dann kann man zwei hintereinander machen, ist es zu dunkel, dann zwei parallel.
Dann ist mal angefangen, hat nicht viel gekostet und Du kriegst ein Gefühl für den geeigneten Wert.

[Cheesy]

Hallo,

vielen Dank für die schnelle Antwort (auch wenn ich immer noch etwas ratlos bin).
Ob Vorwiderstände in den Figuren verbaut sind, kann ich nicht sagen, aber ich würde es mal nicht annehmen.

Einen Widerstand vorzuschalten sollte kein Problem sein. 470 Ohm sollte ja bei Reichelt und Co. verfügbar sein. Wenn die LEDs dann zu dunkel werden sollten, kann ich nicht einfach die Spannung vom Netzteil raufdrehen? Es ist ja variabel stufenlos einstellbar. Die Ausgangsspannung kann ich ja hinter dem Widerstand messen, damit es 4,5V sind.

Aber warum sollte ich die LEDs in Reihe schalten? Dann reichen die 4,5V ja nicht mehr aus, um alle hell genug leuchten zu lassen. Es handelt sich um mehrere dutzend LEDs in insgesamt über 10 Figuren. Die in Reihe zu schalten wäre in der Vitrine nicht praktikabel. Mit dem aktuellen Setup kann ich jede Figur einzeln an- und abklemmen.

Gruß
Peter

[BernhardS]

Okay - ich war etwas ungenau.
LED parallel schalten: Ja, aber jede davon mit einem Vorwiderstand.

Ich dachte die 4.5V wären fest.
Meßgerät vorhanden - schön. Dann kannst Du ja auch ein Poti von 1-2 kOhm kaufen und das unmittelbar ausprobieren.

[komo]

R=Ue-Ua/I

[BernhardS]

R=Ue-Ua/I

Den Zusammenhang zwischen "I" und der gewünschten Helligkeit muss man halt wissen.

[komo]

Man kann das Poti auf 0 Ohm stellen und zusehen wie die LED ihren Geist aufgeben. LED sind nunmal Strom gesteuert. Also ein Vorwiderstand ist Plicht.

[anders]

Leider kommt es nun zum Problem, dass das Netzteil beim Einschalten scheinbar etwas mehr als die 4,5V liefert, was leider ein paar der LEDs zerschossen hat.

Dan miss einmal nach, wie hoch die gelieferte Spannung in belastetem Zustand wirklich ist.

Die meisten kleinen weissen LED sind mit einem maximalen Strom von 20mA spezifiziert.
Wenn man sie nur mit 10mA betreibt, sind sie kaum weniger hell und die Farbe ändert sich i.d.R. nicht, aber die geringere Belastung verringert den Verschleiss sehr stark.

Die zugehörige Spannung liegt bei weissen LED in der Gegend von 3V -oft etwas weniger- und ändert sich in Abhängigkeit vom Strom nur wenig.
4,5V ohne Vorwiderstand sind jedenfalls deutlich zuviel. Damit rechnet sich die Lebensdauer der LED eher nach Minuten als nach Tagen. Zwichen "gerade sichtbar" und "maximal zulässig" liegen vllt 0,5V.
Leider kann man den Absolutwert der Flußspannung nicht erraten, weil er von der internen Konstruktion der LED abhängt.
Ich habe hier z.B. weisse LED von der Weihnachtsdekoratien, die schon mit den 2,4V von zwei NiMH-Akkus heimelig leuchten. Maximal sind 3V von zwei Alkalizellen vorgesehen.

Mein Tipp:
Schalte in die 4,5V-Zuleitung hintereinander ein bis drei Dioden vom Typ 1N4001 bis 1N4007.
Die kosten pro Stück vllt 2 bis 10 Cent und jede verringert die Spannung um halbwegs konstante ca. 0,7V und sie halten bis zu 1A aus.
(ebay - sonst wird das Porto viel teurer als die Ware)
Auf die richtige Polung achten, sonst geht überhaupt kein Strom durch: Der auf dem Gehäuse aufgedruckte Ring muss zum negativen Pol der Stromversorgung zeigen.

P.S.:
z.B. https://www.ebay.de/itm/153455869108
50 Stück 1N4004 für 3 Euro inkl Porto

[Cheesy]

Hi,

vielen Dank für den Tipp! Das wäre auch eine gute Möglichkeit. Durch die Konstruktion der Figuren habe ich keine Möglichkeit herauszufinden, was für LEDs genau verbaut sind. Ein Zerlegen der Figuren ist nicht vorgesehen (was bei defekten LEDs ziemlich blöd ist). Es sind je nach Figur eine bis mehrere LEDs an einer Stromversorgung dran. Wie gesagt, eigentlich werden sie über 3 Knopfzellen versorgt (z.B. LR41 oder auch AG0). Aus diesem Grund ist es mir auch nicht möglich jede LED mit einem Vorwiderstand zu versehen. Ich kann höchstens einen Vorwiderstand oder auch Diode pro Figur in die Leitung einlöten.
Mein Multimeter ist leider nicht sehr präzise, was die Anzahl der Zählungen angeht, weswegen ich nicht messen kann, wieviel Saft beim Anschalten wirklich anliegt.

Die LEDs leuchten auch schon bei 3V (wenn auch deutlich dunkler). Wenn ich euch richtig verstehe, kann ich jede Figur mit einer Diode versehen und dann die Spannung so niedrig einstellen, dass die LEDs ausreichend hell leuchten, ohne dass ich sie mit 4,5V ausreize. Oder reicht eine Diode direkt am Ausgang des Netzteils für alle Figuren zusammen?

Ich benutze folgendes Netzteil:
https://www.amazon.de/gp/product/B0BN37 ... UTF8&psc=1

Ist das zu viel des Guten und sollte ich ein weniger starkes verwenden?

Dies ist exemplarisch eine der Figuren, um die es sich handelt. Die anderen sind alle gleich vom Aufbau und der Stromversorgung:
https://www.amazing-collectibles.de/hot ... iron-man-2

Gruß
Peter

[komo]

https://www.tf-robots.nl/de_DE/a-633263 ... an-mark-v/

[anders]

@komo:

Wenn du dich nur angemeldet hast um Spam udn nutzlose Sprüche abzusetzen, dürfte das sehr bald in einer Sperre enden!

[komo]

Der Link vom Perter geht nicht, daher die Alternative.

[anders]

Mein Multimeter ist leider nicht sehr präzise,

Wenn es nicht absoluter Schrott ist, dann ist es wahrscheinlich genauer als die analogen Instrumente, die bis Ende der 1960er den meisten Profis zur Verfügung standen.
Und die kosteten ein halbes Monatsgehalt

Oder reicht eine Diode direkt am Ausgang des Netzteils für alle Figuren zusammen?

Ja.
Wahrscheinlich aber reicht eine Diode nicht aus, weil 4,5V-0,7V=3,8V immer noch deutlich zu viel ist.
Messen!
Falls es sich herausstellt, dass du Gruppen mit sehr ähnlichen Spannungsbedarfen bilden kannst, kann man auch jede dieser Gruppen mit der erforderlichen Zahl (1..3) von Dioden versehen.
Auch dabei hilft das Voltmeter und ein bischen experimentieren.

Mit dem Amperemeter (Bereich DCA) kannst du auch mal den Strombedarf der verschiedenen Figuren ermitteln. Wie gesagt würde ich einen Strom von 10..20mA pro LED anstreben, evtl auch weniger.
Man misst dabei grundsätzlich im grössten Strombereich, der noch eine vernünftige Anzeige zulässt (zwei bis drei Stellen).
Dies deshalb, weil das Amperemeter selbst einen Spannungsabfall verursacht, der oft bei 0,2V für Vollausschlag (1999) liegt. Bei entsprechend kleinerer Anzeige wird auch dieser Spannungsabfall, der die Spannungsmessung verfälscht, geringer.
Ganz vermeiden kann man diesen systematischen Fehler, indem man Strom und Spannung mit zwei Meßgeräten gleichzeitig misst.
Hast du aber vermutlich nicht.

Gut ist ein Zylinderhut,
wenn man ihn besitzen tut.
Doch von ganz besonderer Güte
sind zwei Zylinderhüte!


P.S.:

habe ich mir ein Universalnetzteil besorgt (5A, 120W), welches ich auf 4,5 V einstellen kann

In der Beschreibung steht aber, dass es bis auf 3V runter kann.
Messen!
Das reicht auch, weil die Knopfzellen bei Belastung so weit, oder sogar noch stärker, zusammenbrechen werden.

[Cheesy]

Der Link vom Perter geht nicht, daher die Alternative.

Die Seite scheint gerade irgendein Problem zu haben. Ich kann sie momentan überhaupt nicht erreichen.

Gruß
Peter

[Cheesy]

Dioden sind bestellt, ich werde damit mal etwas experimentieren, sobald sie angekommen sind.
Noch zu meinem Netzteil: das Teil hat 5A, ist das zu viel für die Dioden? Sollte ich eine mit 1A nehmen?

Vielen Dank für die Hilfe!