Vraag: Batterijen vervangen door voeding

[naarden 4ever]

memphis schreef op woensdag 16 oktober 2019 @ 15:28:
Je gaat er vanuit dat de 2 lampjes op 1 set 3xAA batterijen gevoed worden terwijl TS duidelijk aangeeft ieder zijn set batterijen te hebben.
De mogelijkheid op een parallel of serieschakeling nu is 0 komma 0

Ik stel voor dat je het nog een keer doorleest.

Wat ik namelijk zeg is dat ik, gezien de situatie, de aanname doe dat alle leds in beide slangen ieder parallel staan. Het lijkt mij niet dat (aanname) witte leds die worden gevoed door 3xAA batterij in serie worden geschakeld.

Ik zeg daarnaast dat, als hij van twee losse slangen gevoed door 3xAA naar een situatie toe wilt gaan naar beide slangen aangesloten op één enkele voeding, hij beide slangen parallel moet schakelen. Je laatste statement is dus ronduit onzin.

Je praat op een gegeven moment over een lichtslang? Waar heb je dat vandaan?

Uit TS:

De lampjes bestaan uit een opgefrommeld ledsnoertje in een glazen buis.

Welke naam je dit geeft is mij om het even. Ik heb gekozen voor 'lichtslang', maar dat had net zo goed 'lichtbuis' of 'kerstslinger' kunnen zijn. Is mij om het even.

Ik zou ook niet weten waar ik anders op zou moeten duiden. Beschouw de context?

Fout zit je ook met het idee dat als de spanning 10% hoger is dat de stroom dat ook zal zijn. Voor een volledig ohmse belasting wel ja maar je hebt de maken met een serieschakeling van een weerstand en een LED en dan gelden er hele andere berekeningen.

Ik wilde het simpel houden voor TS maar here goes:

Je hebt gelijk dat een led geen ohmse weerstand is. Wel is in deze toepassing naar alle waarschijnlijkheid een led in serie geschakeld met een ohmse weerstand om de stroom (en dus het verbruik en de lichtintensiteit) te beperken. Ik heb de datasheet van de gebruikte leds niet, maar wel kan ik hier uit met de generieke karakteristiek van een led, namelijk dat deze een hoge weerstand heeft (= weinig stroom doorlaat) onder de drempelspanning, en een lage(re) weerstand boven de drempelspanning. Laten we kijken naar een vergelijking tussen een ohmse weerstand, een ideale diode, en een led:



We zien hier de stroom die loopt bij een gegeven stroom door de eerdergenoemde belastingen. Een ohmse weerstand heeft een nette, lineaire grafiek, een ideale diode heeft een hoge weerstand tot de drempelspanning (ongeveer 1,8V in bovenstaande grafiek), en een led heeft een vergelijkbare karakteristiek, maar heeft vanaf de drempelspanning een iets vlakker verloop. Desondanks is de weerstand van de led in verhouding met de voorschakelweerstand die in de lichtbuis wordt gebruikt nagenoeg verwaarloosbaar.

Daarbij moet worden onthouden dat de lichtslang/-buis bedoeld is als sfeerverlichting en dus waarschijnlijk een vrij hoge voorschakelweerstand heeft op elke led om te voorkomen dat je een buis vol met schijnwerpers hebt. Ik durf wel aan te nemen dat de voorschakelweerstand van een 3,3V led in deze toepassing 150 Ohm is, als het niet meer is. Een voorschakelweerstand voor een low-current witte led zal veel hoger zijn, eerder richting de 400 Ohm.

Zelfs al zou hier sprake zijn van een ideale diode met 0 Ohm weerstand boven de drempelspanning, is er nog steeds een voorschakelweerstand met een zeer aanzienlijke weerstand die de stroom wél met een ohmse karakteristiek beperkt. Ook is het bijzonder onhandig om te ontwerpen zodat de led functioneert in het onderste deel van de grafiek, want daar is de led helemaal niet efficiënt. En juist in een toepassing met batterijen, waar efficiëntie van groot belang is, lijkt mij dat een beroerde ontwerpoverweging om te maken.

Zou het ontwerp precies op het randje zitten, dan zorgt dV/dI inderdaad voor een sterk veranderende weerstand die zorgt voor een lagere weerstand als de spanning iets verlaagt. Dat zou dan zorgen voor een toename van iets meer dan 10%. Maar dat lijkt mij onwaarschijnlijk en zelfs al zou dat het geval zijn, hebben we het niet over een toename van 30-40% maar 12-15% max. Niets significants wanneer er al rekening is gehouden met de veiligheidsmarge die elders in mijn bijdrage werd genoemd.

NiMh geladen op 1.65v ????? Ik heb hobbymatig met veel accu's te maken maar heb nog nooit 1.65 uit een AA cel zien komen of welk andere NiMh cel. Ja, gemeten onder een hoge laadstroom maar dat is geen gewone klemspanning. Je krijg van mij gelijk als je over NiZn oplaadbare batterijen praat.

Nee, nogmaals, lees goed. AA-batterijen, in welke vorm dan ook, kunnen met volle lading voorkomen met een zero-load spanning van 1,2 - 1,65V. NiMH op 1,65 is slecht nieuws. 1,65V als zero-load uit een alkaline batterij is lang zo gek nog niet.

The nominal voltage of a fresh alkaline cell as established by manufacturer standards is 1.5 V. The effective zero-load voltage of a non discharged alkaline battery, however, varies from 1.50 to 1.65 V, depending on the purity of the manganese dioxide used and the contents of zinc oxide in the electrolyte.

Wel heb je gelijk dat de meeting niet representatief is als die met (bijna) lege batterijen is gemeten. Zoals ik aangaf kunnen kleine veranderingen van de spanning grote veranderingen op de LED veroorzaken, met name dat 5v schadelijk kan worden maar inderdaad kan bij een 4v de stroom al erg laag geworden zijn. Stel dat het bij 4v is zou inderdaad de stroom 8mA kunnen zijn en zal deze bij 4.5v dan 15mA zijn.

Ja -- maar daar zit het verschil hem in hobbymatig ontwerpen (waar jij zo te merken de meeste kennis vandaan hebt ) en ontwerpen voor consumentenverkoop. Je wilt als fabrikant jezelf zoveel mogelijk indekken door heel behoudend te ontwerpen. In dit geval moet je dus rekening houden met elke soort AA-batterij die op de markt is en potentieel door een consument kan worden gebruikt voor deze toepassing, dus ook de NiZn cellen, met een open-klemspanning van 1,85V en een nominale spanning van 1,6V. Mocht er een gebruiker zijn die NiZn-batterijen gebruikt, wil je als fabrikant niet dat door een iets te hoge spanning direct een defect optreedt, want garantieprocedures kosten geld. Liever lever je dan íets in op prestaties om de betrouwbaarheid te vergroten. Beetje vergelijking tussen de 1.6 motor van een Formule-1 auto, en de 1.6-motor in de auto voor je huis.

Derhalve zeg ik dat ik denk dat een voeding van 5V niet direct schade zal opleveren, want er zit een stevige veiligheidsmarge in zo'n apparaat.