Wat doe ik nou fout? Power LED in serie

[Monstarr076]

Voor de koplamp van mijn elektrische scooter ben ik aan het knutselen geslagen om deze i.c.m. LED te gaan verlichten.

De koplamp krijgt van de DC DC converter via de lichtschakelaar een 12V DC spanning.
Nu is het plan om drie 3W bright powerleds met een spanningsval van 3,25V in serie te gebruiken. Dit i.v.m. te hoge stromen indien parallel. Vervolgens gebruik ik drie 10 graden lenzen om enigszins een leuke lichtbundel te krijgen. Groot licht schakeling komt overigens later.

Door middel van deze website kwam ik erachter dat de voorschakelweerstand ongeveer 4 ohm moet zijn om een stroom te krijgen van ongeveer 900mA. Deze weerstand moet ook minimaal 3W aan vermogen kunnen `dissiperen´. Nu gebruik ik een 4 ohms weerstand die 10W aan kan. Echter wanneer ik het geheel in serie verbind wordt de weerstand heel snel heel warm en blijven de LED´s simpelweg uit. Ik weet niet precies hoe het heet maar als ik met mijn multimeter check of het circuit gesloten is dan geeft de multimeter inderdaad een gesloten circuit aan.

Als ik overigens met een 3,7V li-ion 18650 batterij kort de LED's aansluit branden ze alledrie, dus de LED's functioneren.

Wat doe ik nou fout

Let op: beginnend elektronica hobby-ist

[ThinkPad]

Volgens mij is het beter om per LED een eigen weerstand te gebruiken. Of een LED driver.

3x zoiets: http://www.dealextreme.co...-driver-8-40v-input-13557

Dan hoef je ook niet te klooien met weerstanden.

[ Voor 49% gewijzigd door ThinkPad op 31-10-2011 20:21 ]

[3dfx]

In onderstaand topic staan wat tips mbt. aansluiten van leds:
4x LED in parallel op 12V lijn, welke weerstand?

En hier kun je wat rekenen:
http://led.linear1.org/led.wiz

[jorikc]

Als je 900mA wilt laten lopen (dat moet je uit de specs van je LEDs kunnen vinden), moet je een andere weerstand hebben. Ik weet niet hoe je het uitgerekend hebt, maar:
12 V bron - 3*3,25 V per LED = 2,25 V voor de weerstand

Als je 2,25 V over je weerstand en 900mA door je weerstand wilt hebben kun je met Ohm's Law uitrekenen wat de weerstand zou moeten zijn:
V = I x R dus R = V / I = 2,25/0,9 = 2.5 Ohm

Je gaat dan wel 2,25 * 0.9 = ruim 2 W verstoken in je weerstand en die zal dus inderdaad heet worden. Aangezien je je weerstand te groot gekozen hebt, zal er te weinig stroom lopen en dus geven de LED's geen licht.

[Satch]

Ik wil je plezier niet verpesten, maar weet je zeker dat de verlichting die je maakt goed gekeurd is en toegestaan is? Het zou zonde zijn als je na een heleboel moeite door de eerste de beste agent wordt opgedragen het te verwijderen. Zoek dit dus eerst even uit zou ik zeggen.

[boazkl0p]

Een led heeft vrijwel geenweerstand. Als er een amperage word aangegeven kun je daar mee rekenen. Maar in veel (wat kleinere) ledjes zit al een weerstand ingebouwd. Hierbij is vaak een voltage aangegeven waarbij er een juiste stroom doorheen gaat.

[timberleek]

De weerstand die je wilt voor 900mA is inderdaad 2.5 Ohm ipv 4. echter zouden ze het met 4Ohm ook prima moeten doen. dan loopt er 560mA. dan zijn ze weliswaar minder fel, maar je zal ze zeker zien.

ik vermoed echter wat anders. Een 10W weerstand is bijna altijd zo'n metalen geval. Zit hij soms tegen je frame aan? mogelijk is de behuizing van de weerstand elektrisch verbonden met een deel van de weerstand. dan gaat de stroom niet naar de leds maar rechtstreeks het frame in. als de verbinding 'na de weerstand' ligt verklaard dat waarom hij heel warm wordt en waarom de DC converter er niet uit vliegt


edit:
die leds hebben over het algemeen geen interne voorschakelweerstand. meestal worden daar (schakelende) drivers voor gebruikt. een interne weerstand maakt het alleen maar onpraktisch vanwege de benodigde vaste voeding en de enorme dissipatie

[ Voor 17% gewijzigd door timberleek op 31-10-2011 23:40 ]

[Monstarr076]

Dank voor de reacties. De weerstand zelf is trouwens 3,3ohm niet 4. Weerstand van het hele circuit is van + naar - gemeten 4,4 ohm... met de 2,25V Ur komt dat uit op ong. 500mA. (?) Wat idd te weinig is, maar gaat een dergelijke LED dan normaal gesproken niet alleen zachtjes branden??? De weerstand wordt wel enorm heet dus er loopt een stroom door de LEDs. Waarschijnlijk is t dan toch een te hoge weerstand....

Wat betreft de politie, de wetgeving stelt dat je deugdelijke verlichting moet voeren. Dit project valt daar na voltooiing ook onder anders ga ik t niet gebruiken.

[timberleek]

met 500mA doen die leds het prima. daar hoef je je geen zorgen om te maken.

ik vermoed nu nog ergens sluiting

[Monstarr076]

Daar postte we tegelijk. Ik gebruik als "voeding" niet de dc dc converter van de scooter maar m'n solar batterij. De weerstand hangt los in de lucht en maakt geen contact en het is inderdaad zon metalen blokje.

[timberleek]

de stroom zal toch ergens naar toe moeten.
en bij 500mA gaan je leds echt wel een teken van leven geven.

heb je geen foto van het geheel? dat maakt het spotten 100 keer makkelijker.

verder denk ik vooral aan dingen als een led met meerdere pootjes waarvan je een verkeerde hebt gekozen.
of je zou de keten verkeerdom aangesloten moeten hebben, maar een reverse breakdown van in weze 4 volt (per led) zie ik niet snel gebeuren

[Monstarr076]

Ik zal er morgen een foto van maken.

De LEDs zitten met z'n drie-en op een ronde alu heatsink gemonteerd.
Het geheel heb ik besteld via een actie op samenkopen.net en ze waren al pre-gemonteerd

Als 1 LED per ongeluk zou sperren dan loopt er toch helemaal geen stroom?

Ik ga nu trouwens slapen, morgen weer vroeg op. Zal morgen even de foto posten.
Bedankt voor de hulp.

[timberleek]

als 1 led zou sperren zou er in principe geen stroom lopen. tenzij de spanning over die led te groot wordt, dan slaat hij door. maar dat zie ik bij 12v niet echt gebeuren

maar dan zouden de andere leds gaan oplichten door de stroom die er loopt tenzij ze allemaal in sper staan, maar dan is het nog maar 4v per led als breakdown voltage. dat zie ik al helemaal niet gebeuren

[Techneut]

Monstarr076 schreef op maandag 31 oktober 2011 @ 23:41:
Dank voor de reacties. De weerstand zelf is trouwens 3,3ohm niet 4. Weerstand van het hele circuit is van + naar - gemeten 4,4 ohm... met de 2,25V Ur komt dat uit op ong. 500mA. (?)

Nee, jij rekent alleen maar die spanningsval van (12 - 3x3,25 V) / 900 mA = 2,5 ohm en vervolgens die 2,5 V / 4,4 ohm. Dat is niet de juiste berekening. Immers door die iets grotere voorschakelweerstand neemt de stroom in de totale keten mee af, waar slechts tot op zekere grenzen de spanningsval over de LED's gelijk blijft. M.a.w. de LED's hebben heel duidelijk een niet lineaire weerstand. Dichter bij de werkelijke waarde kom je door de weerstand van de LED's uit te rekenen bij de nominale stroom van 900 mA. Dus (3 x 3,25) / 0,9 = 10,83 Ohm.
Tel je daar die eerste 2,5 ohm bij, dan kom je met die 12 V uiteraard weer op die 900 mA uit, en bij 4 ohm ongeveer op 12 / (10,83 + 4) = 0,8 A = 800 mA. Ongeveer, want het gedrag van de LED's is niet lineair. Waar het om gaat, is dat het effect van die 4 ohm over de hele keten verdeeld wordt.

M.a.w. ook de spanningsval over de LED's neemt iets af, ook al is dit niet evenredig. Voornaamste effect is evenwel dat bij het afnemen van de stroom door een hogere voorschakelweerstand ook de weerstand van de LED's iets toeneemt, zodat de verhouding nagenoeg gelijk blijft. De veranderingen van de spanningen spelen zich dan af in zeer kleine marges.

Edit:
Overigens is je berekening met jouw benadering een beetje vreemd, nl. die 4,4 ohm (hoe heb je die gemeten?). Met die voorschakelweerstand van 3,3 ohm kom je uitgaand van die zelfde 2,25 V op 681 mA. Sowieso dus ook al een stuk hoger dan 500 mA.

[ Voor 32% gewijzigd door Techneut op 02-11-2011 13:08 ]

[ThinkPad]

Monstarr076 schreef op dinsdag 01 november 2011 @ 00:00:
[..]
De LEDs zitten met z'n drie-en op een ronde alu heatsink gemonteerd.
[..]

Ik denk dat hier de fout zit. De achterkant van de LED zal wel geleiden, en dan wil in serie zetten niet zo goed, en dan zul je inderdaad op de een of andere manier wel kortsluiting maken waardoor je weerstand zo warm wordt.

[Techneut]

Precies. Ik werd tijdens het typen van mijn vorige commentaar even in tijd verhinderd om het af te maken. Die 4,4 ohm kan nl. nooit goed zijn, want bij die gegeven 12 V en 900 mA kom je op een totaal weerstand van 12/0,9 = 13,3 Ohm. Als TS werkelijk slechts 4,4 ohm mat, dan kan het gewoon niet anders zijn dan wat ThinkPad ook concludeert, ergens maakt de keten kortsluiting. Nagenoeg de volle 12 V komt dan op de weerstand te staan, d.w.z. U²/R = 12 x 12 / 3,3 = 43,6 W. Geen wonder dat die weerstand loeiheet wordt. Nog een wonder dat hij niet in rook opging.

[timberleek]

je kan de weerstand helemaal niet meten met diodes in de keten. die gedragen zich alles behalve ohms, zeker onder de 'brandspanning'.

maar met die kortsluiting ben ik het wel eens. het kan eigenlijk niet anders. ook bij een kleinere stroom door de 'verkeerde' weerstand doen ze het gewoon. ook met (bijvoorbeeld) 100mA zullen ze duidelijk een teken van leven geven.

dus het moet echt iets van kortsluiting zijn

[3xhaas]

Meet gewoon de spanning over de weerstand. Dan weet je hoeveel stroom er door die loopt en dus door de kring erachter. I=U/R

[Bartjezz]

Weet TS wel zeker of de leds in serie of parallel staan?
Ik denk dat een led-driver ook wel een stuk gemakkelijker is...
Heb de gegevens even door een led-calculator gegooid met dit als resultaat:
-the 2.7 ohm resistor dissipates 2187 mW
-the wizard thinks the power dissipated in your resistors is a concern (wisten we al... )
-together, all resistors dissipate 2187 mW
-together, the diodes dissipate 8775 mW
-total power dissipated by the array is 10962 mW
-the array draws current of 900 mA from the source.

Je hebt dus een 2,7ohm weerstand die minimaal 2,2W kan verstoken nodig. In dit geval staan de 3 leds in serie. Ik denk niet dat je de leds parallel moet gaan zetten ivm de hitte die de weerstand moet verstoken.

[_ferry_]

Weerstanden+ powerleds zijn IMHO no-go.

Tja, in sommige situaties kan het gunstig zijn (zo kwam ik met 3 RGB leds op een efficiëntie van 80% ofzo uit, dus een minimale omzetting in warmte. Dan heeft het geen nut om een LED driver te gebruiken).
Maar in de andere gevallen, gewoon een driver nemen. Meer efficientie, eenvoudig, minder warmte, en beter voor je LED's omdat een kleine stijging van de spanning, of een kleine daling van de weerstand niet meteen een stuk meer stroom door je LED's heen jaagt. En dat alles voor een paar dollar

[Monstarr076]

Kijk daar zit het probleem volgens mij. De alu heat sink geleidt...De spanning over de weerstand loopt namelijk bij een meting snel boven de 10V uit. Bij een gesloten circuit stond er ook geen spanning over de LED...
gevalletje basic electronics fail...maar goed weer wat geleerd..serie aansluiting gaat 'm dus i.c.m. de alu heatsink niet worden.

@_ferry_ ik had inderdaad ook al berekend dat de stroom enorm kan gaan schommelen bij een niet constante DC bron. Maar omdat de drie spanningsvallen over de LED's opgeteld dicht tegen de bronspanning aanzit vielen de warmteverliezen in de weerstand wel mee. Ik ging er ook van uit dat de dc dc converter wel een vrij constante spanningsbron zou zijn.

Hier in ieder geval de foto's van het huidige circuit van de LEDS in serie,
Sorry voor de slechte kwaliteit heb alleen een iPhone met crappy cam,
Ook was dit slechts een try out circuitje..





Wat betreft die drivers...
Ik heb een paar 3W 12VDC drivers welke ik eigenlijk specifiek gekocht heb hiervoor..
Maar als ik drie hiervan parallel aan dezelfde 12V bron hang dan gaat 1 LED fel branden en 2 branden er praktisch niet...

[timberleek]

Je kan ze wel in serie zetten met die print, dat zal ik toevallig ergens staan op SK.net. maar dan zul je waarschijnlijk wat aan moeten passen op de print.

[cable-one]

die vermogensweerstanden, volgens mij moet je die nog op een oppervlak plaatsen wat de warmte ook goed kan afvoeren....

[Monstarr076]

Dit was slechts een test opstelling..


Maar goed is het mogelijk om drie LED 3W 12V DC LED drivers parallel aan dezelfde stroombron te hangen?

[ Voor 59% gewijzigd door Monstarr076 op 04-11-2011 22:23 ]

[Bartjezz]

Heb het even door een andere calculator getrokken en krijg daar het volgende uit voor 3 leds parallel met 1 weerstand ervoor:
-Exacte weerstand: 3.24ohm = weerstand van 3.3ohm
-Vermogen gedissipeerd door weerstand: 23.201W = Recommended resistor: 26W
-Stroom door led: 883.8mA
-Stroom door complete schakeling: 2.6515A
-Vermogen gedissipeerd door led: 2.872W

Conclusie: goh, waarom zou je 10W weerstand zo warm worden...

Als je 3x 1 led voedt met 1 weerstand dan kom je op het volgende uit:
-Exacte weerstand: 9.72ohm = weerstand van 10ohm
-Vermogen gedissipeerd door weerstand: 7.656W = Recommended resistor: 10W
-Stroom door led: 875mA
-Stroom door complete schakeling: 875mA (3x dus!)
-Vermogen gedissipeerd door led: 2.844W'

Kiezen dus

[Sissors]

Conclusie: goh, waarom zou je 10W weerstand zo warm worden...

Ik ga een gokje doen: niet omdat jij het berekend met LEDs in parallel terwijl ze in serie staan...

En zelfs dan zou het nog helemaal niks verklaren, want de LEDs gaan ook niet branden. Probleem is dus gewoon geleiding van zijn heatsink.

[timberleek]

Bartjezz schreef op zaterdag 05 november 2011 @ 09:19:

-Stroom door complete schakeling: 875mA (3x dus!)

helemala niet 3x. er loopt maar 1 stroom van 875mA. die loopt door de 3 leds in serie

[Bartjezz]

furby-killer schreef op zaterdag 05 november 2011 @ 10:38:
[...]

Ik ga een gokje doen: niet omdat jij het berekend met LEDs in parallel terwijl ze in serie staan...

En zelfs dan zou het nog helemaal niks verklaren, want de LEDs gaan ook niet branden. Probleem is dus gewoon geleiding van zijn heatsink.

TS heeft al zo vaak zijn taktiek gewijzigd dat ik het niet meer weet, maar misschien IS dit de oorzaak van de hete weerstand.

timberleek schreef op zaterdag 05 november 2011 @ 11:14:
[...]


helemala niet 3x. er loopt maar 1 stroom van 875mA. die loopt door de 3 leds in serie

Dit had ik dus uitgerekend per schakeling... Je krijgt dus 3x een weerstand met een led erachter, dus daarom staat er achter: 3x...

[timberleek]

o had je het zo gedaan. dat had ik niet meegekregen.

maar de derde manier is de beste. de 3 leds in serie met een weerstand erachter.
Dat kan als het goed is wel met die print, maar ik weet zo niet hoe