Het raadsel van de 7 LEDjes

Beste Forumleden,

Wie kan mij uitleggen wat hier aan de hand is? Ik heb een string van 7 gele mini LEDjes, in serie geschakeld (modelbouw). Aangesloten op een simpele regelbare trafo (Hema-modelspoor) gaan de LEDjes branden bij ongeveer 8,5V gelijkstroom.
Maar als ik een eenvoudige stekkerblok trafo van 9V neem (9,4V op de meter), dan branden de LEDjes niet. Er zit geen weerstand in de serie en die 2de trafo doet het wel, want een gloeilampje brand wel.

Maar het wordt nog gekker: als ik de spanningsval meet over de LEDjes (als ze wel branden), kom ik op waardes tussen de 1,3 en 1,6V. Doe je dat maal 7, dan kom ik uit om zo'n 10,2V, terwijl ik 8,5V meet aan de uitgang.
Die spanningsval bij een brandende LED lijkt mij wel te kloppen en mijn meter geloof ik ook wel tot 0,1V.

Maar waarom branden de LEDjes wel al op 8,5V van de ene trafo en niet op de 9V van de andere? En hoe zit dat met het optellen van de spanningsval tot een hogere spanning dan wat ik meet? Hopelijk kan / wil iemand dat mij uitleggen.

Groet,
Joop

Die stekkerbloktrafo, levert die gelijkspanning? En heb je de plus en de min wel goed zitten?
Als experiment is dit misschien wel leerzaam, maar leds aansluiten zonder weerstand is niet zoals het hoort.

Met welke meter meet je, en op welk bereik? Je schrijft dat je de meter wel gelooft op 0,1V, maar waar haal je dat geloof vandaan?

[Bericht gewijzigd door KlaasZ op 18 mei 2021 11:34:23 (25%)]

Optie 1: geen weerstand, er is nu een ledje dood
Optie 2: heb je die adapter belast gemeten ? Onbelast kunnen ze veel hoger zijn.
Optie 3: Je meter klopt niet omdat die adapter schakelend is en je meter daar niet mee overweg kan. Ik heb een budget meter ooit 13,8V van een onbelaste schakelende voeding als 35V zien meten. Als de meting wel klopt, je hebt maar heel weinig speling hier. De laatste digit (en soms de laatste 2 zijn indicatief. Zelfs bij een 4000,= 7,5 digit benchmeter) Zie specs, meestal een % of ppm + een x aantal counts/pp/%

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

Een led heeft een (Vf) spanningsval die afhankelijk is van de stroom die er doorloopt. In datasheets wordt de onder, boven en typical waarde gegeven. (vaak niet bij China-meuk)

Die stroom wordt niet begrensd. Als je een voeding pakt die 5A kan leveren dan gaat die 5A door je led heen. Daarom hebben ze een stroombron nodig. Dat kan een actieve (een schakeling) of passieve (weerstand) zijn.
Als je dat niet doet dan gaan ze stuk. Echter, soms lijkt het of het werkt op een spanningsbron, bv als hij een kortsluit of max stroom begrenzing heeft en je daarmee nog net genoeg spanning overhoud om de leds te laten branden en ze niet stuk gaan door de begrenzing. Dit is eigenlijk een beetje Russisch roulette spelen

[Bericht gewijzigd door fred101 op 18 mei 2021 11:53:32 (99%)]

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

Stekkerblok trafo levert gelijkstroom, is goed aangesloten. Inderdaad hoort er een weerstand tussen, maar wordt af fabriek zonder geleverd, dus daar maak ik me op dit moment niet zo druk over.
Ik hen een digitale multimeter (niet van de Action) en controleer af en toe of de waardes correct zijn mbv een referentie spanning. Die 0,1V is inderdaad een inschatting.

Alle ledjes branden, dus niet stuk.
Stekkertrafo is zo'n ouderwetse, met een trafo en gelijkrichter en een elco. Hij kan 600mA leveren.
Spanningsval van 1,5V over een gele led lijkt mij wel te kloppen.
Parallel over de ledjes brandt een paar gloeilampjes, die blijven gewoon branden. Dus m.i. geen kortsluiting of verandering van spanning.

maartenbakker

Special Member

Ze branden wel op de onafgevlakte gelijkspanning omdat de piekwaarde hoog genoeg is en niet op de afgevlakte gelijkspanning omdat de waarde constant en te laag is. Je meter geeft op de onafgevlakte gelijkspanning een gemiddelde waarde aan en niet de piekwaarde.

Overigens is het gebrek aan weerstand het enige waar ik me zorgen om maak. "af fabriek" klinkt alsof het duurder is dan wat losse LED'jes. Ik zou zeggen, neem kennis van de wet van ohm en bereken een passend weerstandje.

www.deficientie.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Zonder serieweerstand is het geen vraag of de boel kapot gaat, maar wanneer...
Het kan toevallig goed gaan als de adapter exact de spanning zou leveren die de leds nodig hebben, die kans is erg klein.
Als de spanning ook maar iets hoger is, zal de adapter die 600mA ook gaan leveren en de ledjes opblazen...

Is je meter wel in orde? (1.5v over een gele led is onwaarschijnlijk laag)

[Bericht gewijzigd door Arco op 18 mei 2021 12:30:27 (11%)]

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Frederick E. Terman

Honourable Member

Op 18 mei 2021 12:16:56 schreef maartenbakker:
Ze branden wel op de onafgevlakte gelijkspanning omdat de piekwaarde hoog genoeg is en niet op de afgevlakte gelijkspanning omdat de waarde constant en te laag is.

Dat is hem.
Als je de leds beweegt, zul je het knipperen goed kunnen zien, en zelfs kunnen schatten welk gedeelte van de tijd ze branden.

Een adapter met een iets hogere spanning, met een erbij berekende weerstand, zijn hier de gemakkelijkste goede oplossing.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Op 18 mei 2021 11:57:48 schreef Jmu:
Ik hen een digitale multimeter (niet van de Action) en controleer af en toe of de waardes correct zijn mbv een referentie spanning. Die 0,1V is inderdaad een inschatting.

Is geen antwoord op mijn vraag.

Verder ben ik het eens met de genoemde conclusie: de treintrafo levert een onafgevlakte spanning. Wat je meter aangeeft is de gemiddelde waarde, de topwaarde is ongeveer 50% hoger. Die zal tussen 12 en 13 volt liggen.

[Bericht gewijzigd door KlaasZ op 18 mei 2021 13:11:17 (28%)]

De hema trafo is vermoedelijk een regeltransformator met alleen een gelijkrichter. Voor treintjes etc hoeft die spanning helemaal niet afgevlakt te zijn. De top-top waarde van de gelijkgerichte spanning is 2,8x8,5 volt, = 23,8 Volt. Na gelijkrichting is dat ca 23,8/2=11,9 volt. Je ledjes branden op de topwaarde. De meeste voltmeter meten de gemiddelde waarde (sommige duurdere meters meten RMS)en die is dan ca 8,5 volt.
Bij een nette spanningsadapter van 9 volt, is die vermoedelijk afgevlakt en ook nog gestabiliseerd. Wat er uit komt is tot de maximale stroom 9 Volt en dan gaan de ledjes niet aan.
Heb je een ouderwetse stekkervoeding met een trafo, die niet gestabiliseerd is, dan geldt de 9Volt meestal bij nominale belasting. Een 1 Ampere dinges kan daardoor onbelast, of bij een geringe afname, soms wel de dubbele spanning leveren, een beetje afhankelijk van de inwendige weerstand. Ook op zo'n bagger adapter zullen je ledjes dus wel branden.

Dat van de piekwaardes lijkt mij inderdaad het antwoord op mijn vraag. Een pluim voor Maarten Bakker!
Ik zal eens kijken wat er gebeurt door een elco toe te voegen en dan alles nog een keer door te meten.
Bedankt voor alle antwoorden en het meedenken.

Joop

Vergeet de serieweerstand niet, anders gaat de boel kapot...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Als je een elco toevoegt, zal de gemeten spanning omhoog schieten naar 12 a 13V en... zullen de ledjes in 1x doorbranden. (mits de elco groot genoeg is).

Als hier een stagiare komt solliciteren dan laat ik ze een ledje aansluiten. Dat kost me meestal een ledje. Soms twee. En als het de student niet vanzelf lukt dan help ik wel even.

Conclusie is wel een beetje: De soep wordt niet zo heet gegeten als ie opgediend wordt. Laatst een 3.6V ledje op 4.2 volt of zoiets. Student: kijk maar: Hij doet het! Ik vertrouw de kleur niet. Kleur verschiet een paar keer, oranje vlammetje er bij en ploef. Toen deed ie het niet meer....

Nu was dit een kwestie van een paar seconden voordat ie de geest gaf. Dan ben je er bij en kan je foutzoeken naar wat er mis gegaan is. Maar als zoiets zeg "een uur" duurt voordat het eindelijk fout gaat, dan heb je net je 7 ledjes netjes ingebouwd en weggewerkt in je model....

Gewoon een redelijke stroombegrenzing toevoegen.

@arco hieronder: Dan heb je geluk met nog ongeveer de helft goed! Allemaal verkeerd kan ook hoor!

UPDATE: ik moet zojuist 1 ding hebben waar we als het goed is een voorraadje van hebben. Ooit was er 1 verkeerd gemaakt met foute connectors er op. "Geeft niet, kunnen we intern gebruiken, maar niet meer doen". Kennelijk heeft ie die zitten namaken of zo. :-(

[Bericht gewijzigd door rew op 18 mei 2021 15:59:25 (11%)]

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Stagiare kan heel moeizaam zijn soms.

Wij hebben er een gehad die 25 printjes moest bestukken. Bij controle bleek dat 'ie de elco's er willekeurig op had gesoldeerd zonder op de polariteit te letten.
Toen we vroegen of 'ie niet wist dat elco's polariteit hebben, zei hij: "ja, dat weet ik wel..." (op het printmasker stond ook nog + en - gedrukt)

Wat moet je dan nog zeggen... ;) (en die volgde een electronica opleiding)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Er zijn steeds meer ledlampen, strip en zelfs losse leds die een eigen stroombeperking of regeling aan boord hebben en geschikt zijn om direct op een spanningsbron aan te sluiten.

Moderne gele leds zijn ook steeds vaker UV leds met een gele fosfor., Maar dan verwacht je eerder 3.5-4.5V/led spanningsval.

Het lijken hier dus klassieke ledjes te zijn, want 7 in serie zou 25V nodig hebben..

8.5V gemiddelde spanning is ongeveer 13.5V piek.
(let wel, omdat je met de gelijkrichter het onderste breedste stuk van de sinus afsnijdt klopt de gemiddelde waarde/piek verhouding bij kleine spanningen niet meer helemaal. Maar scheelt niet zoveel)

Maar dat is dus ongeveer 1.9V per led op de piekmomenten. De leds zullen dus nog in het onderste deel van de karakteristiek werken met stroom kleiner dan 20 mA.
En dit gedurende een heel kort stukje van de periode.
Das de reden dat ze nog niet stuk zijn natuurlijk.
Het werkpunt voor een gele led is ongeveer 20 mA bij 2.2V.
Als je dus een spanning iets onder de 2V aanbiedt, zullen ze oplichten maar niet stuk gaan, ook zonder serieweerstand.

Ik zou het als dwarsligger nog straffer willen verwoorden.
Ik zou zo'n serieschakeling van 7 gele leds
gerust direct op een stabiele 13.8V gestabiliseerde voeding durven zetten.

Ze zullen niet stukgaan. Daar durf ik op wedden.

Maar in bijna alle andere gevallen, minder leds, hogere spanning, andere kleuren, onstabiele spanning,.... heb je natuurlijk een stroombeperking nodig, waarbij een serieweerstandje de simpelste oplossing is.
Geloof je me niet? Probeer het dan zelf, ik heb het vroeger al eens uitgeprobeerd met suc6.

Uiteraard ben ik het eens dat een led gebruikt om de opgegeven lichtopbrengst te geven zich in het steile gedeelte van de curve bevindt waar de dynamische weerstand heel klein is, en dus een stroombron of weerstand noodzakelijk is voor een stabiele lichtopbrengst en om de led zelf te beschermen. Een kleine spanningsvariatie zal anders een grote stroomvariatei teweegbrengen en dat willen we niet;

Nog een stapje verder. 7 Gele leds in serie rechtstreeks op 9V wisselspanning. Ze zullen oplichten , maar niet stukgaan. De maximale inverse spanning van een led is 5V. x 7=35V. Ze zullen wel duidelijk flikkeren.

Ik ben het dus niet eens met Rew dat 7 gele leds in serie op een afgevlakte spanning van 13V direct zullen doorbranden.

Ik ben een notoire onzinverkoper, want wat ik beweer past vaak niet in ieders kraam.
vergeten

Golden Member

Op 18 mei 2021 11:25:59 schreef Jmu:
als ik de spanningsval meet over de LEDjes (als ze wel branden), kom ik op waardes tussen de 1,3 en 1,6V. Doe je dat maal 7, dan kom ik uit om zo'n 10,2V, terwijl ik 8,5V meet aan de uitgang.

Je meetfout wordt ook 7x zo groot. Hoe betrouwbaar en nauwkeurig is je meter (merk/type), en heeft hij een volle batterij?

Doorgaans schrijf ik duidelijk wat ik bedoel, toch wordt het wel anders begrepen.

Heb je het nu nog niet door?
De hoofdreden is zoals tig keer door anderen vermeld dat een voltmeter de gemiddelde waarde meet, en dat bij niet afgevlakte spanning de leds
in dit specifieke geval pas voldoende stroom trekken dichtbij de piekwaarde.

Nog even dit: Het klopt wel degelijk dat de meeste voedingsspanningen in een apparaat niet de exacte waarde hebben die leds behoeven en dat daarom een stroombron de beste oplossing is. Omdat de dynamische weerstand van een diode vrij klein is.

Een serieweerstand is van oudsher de goedkoopste en simpelste oplossing.

Mààr : Dat geldt vooral waar bijvoorbeeld één enkele led op een voeding van 5,12 of 24 V staat. Er staat dan voldoende spanning over de weerstand om een soort stroombron te vormen.

Wanneer een aantal leds in serie gezet worden en de ledstroom zodanig is dat de totale spanningsval in de buurt van de voedingsspanning komt , wordt de berekende serieweerstand zo klein dat het stroombroneffect bijna volkomen verloren gaat.

In dit specifieke geval hier, 7 gele leds op 8.5V onafgevlakte gelijkspanning zal een weerstandje in serie, zodanig laag gekozen dat de lichtopbrengst behouden blijft geen enkele bescherming meer bieden
moest de spanning plots toch hoger worden.

Ik blijf overtuigd dat als de TS zijn 7 ledjes op 8.5V onafafgevlakte spanning zet, en de lichtopbrengst is voldoende, dat een serieweerstandje niets zal uithalen. Wat niet wil zeggen dat ik het een goede methode vind.

Als de spanning van die regeltransfo, per ongeluk een stukje opgedraaid zou worden of de motor van het treintje geeft flinke transients, zullen de leds niet lang leven. De enige goede oplossing met weerstanden is de leds verdelen over 2 of meer parallelle circuits met elk een geschikte weerstand in serie zodat een aanzienlijk deel van de voedingsspanning over de weerstand valt.

Ik ben een notoire onzinverkoper, want wat ik beweer past vaak niet in ieders kraam.

Er staat dan voldoende spanning over de weerstand om een soort stroombron te vormen.

Dat heb je scherp gezien. Voor mezelf zorg ik ervoor dat zeg minimaal 15% van de voedingsspanning over de weerstand staat maar toch zag ik dat hier helemaal over het hoofd. Enkel 100mV's over de weerstand is inderdaad zinloos dat gaat dan ook niet meer helpen, Daar moet in dit geval minimaal 1 keer de led-spanning overheen staan.

Op 20 mei 2021 13:41:10 schreef grotedikken:
Heb je het nu nog niet door?
De hoofdreden is zoals tig keer door anderen vermeld dat een voltmeter de gemiddelde waarde meet, en dat bij niet afgevlakte spanning de leds
in dit specifieke geval pas voldoende stroom trekken dichtbij de piekwaarde.

En waarom zou de gemiddelde (RMS) waarde van alle LEDjes bij elkaar opgeteld dan niet hetzelfde zijn als wat hij op de uitgang meet ?!
Ook op de uitgang meet je de gemiddelde (RMS) waarde, dus...

RMS en gemiddelde zijn niet hetzelfde (meestal dan)

En waarom zou de gemiddelde (RMS) waarde van alle LEDjes bij elkaar opgeteld dan niet hetzelfde zijn als wat hij op de uitgang meet ?!

Behalve dan dat voor een DMM een RMS meting is op de wisselspanning en hij de gemiddelde spanning meet in gelijkstroom stand.

Op 20 mei 2021 20:08:06 schreef Roland11:
[...]
En waarom zou de gemiddelde (RMS) waarde van alle LEDjes bij elkaar opgeteld dan niet hetzelfde zijn als wat hij op de uitgang meet ?!
Ook op de uitgang meet je de gemiddelde (RMS) waarde, dus...

Er zijn twee effecten. Enerzijds is RMS en gemiddelde niet hetzelfde.

Maar anderzijds, voor ledjes, stel je hebt een gelijkspanning NET onder de drempelspanning van de ledjes: De ledjes branden niet.

Nu superponeer je hierop een blokgolf: de helft van de tijd 2V hoger, de helft van de tijd 2V lager. Het gemiddelde blijft precies hetzelfde. Met nog eens 2V minder doen de ledjes nog steeds niets. Maar met 2V hoger wel. Als die blokgolf bijvoorbeeld 100Hz is, dan is dat te snel om te zien knipperen en je ziet dat de ledjes gewoon branden.

Ga je de RMS waarde van deze DC+blok meten, dan zal je hoger uitkomen dan het gemiddelde: De blokjes omhoog tellen zwaarder dan die naar beneden. Wil je dat de RMS meting hetzelfde blijft, dan moet je de "naar beneden" stukken dieper maken. In het extreme geval zijn de blokjes naar beneden naar 0% en de blokjes naar boven naar 141% van de originele DC hoogte. RMS waarde blijft nu gelijk maar wederom kan je krijgen dat de ledjes het op de vlakke DC helemaal niet doen terwijl ze wel iets doen op de gemodificeerde golfvorm.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/