3.3v LED

Ik heb onderstaand schema voor het schakelen van 3 ledjes.

Ik heb vandaag de printplaten ontvangen en meet voor de zekerheid even het voltage over de led pads, maar nu meet ik (met een goedkope multimeter) 3.27v
Ik meet het zonder ledjes gesoldeerd.

Klopt mijn meting en zit ik dus te hoog? Of kan ik dit niet zo bepalen

Vraag u de spanning niet af. Relevant is de stroom. Die kan gemeten worden d.m.v. een spanningsmeting over de serieweerstanden. Maar als er geen leds zijn, dan is er geen stroom en dus ook geen spanning over de weerstanden.

Ingeval twijfel: gebruik aanvankelijk grotere weerstanden, om de stroom te beperken. Maar waarom twijfelen?

En vermits er een typenummer bekend is van de leds is het raadplegen van de datasheet ook een nuttige optie.

[Bericht gewijzigd door Paulinha_B op (14%)]

3,27V +/- een x aantal digits en +/- een bepaald percentage is het gebied waarbinnen jou meter als kloppend wordt gezien. Wat X en dat percentage is, hoort in de specs van de meter te staan. Ook voor welke termijn en temperatuur dat geldt. Bij de gemiddelde heel goedkope Chinees (grofweg onder de 50 tot 100 euro) ga je die specs niet vinden of zijn ze nogal optimistisch. Waarschijnlijk minimaal ergens tussen 0,5 en 1% +/-10 tot 50 digits.

Daarnaast heeft een spanningsregelaar ook specificatie die een spreiding rondom 3,3V geeft. Die vindt je in de datasheet.

Zonder beide op te zoeken is 3,27V een perfecte waarde. Maar LEDs draaien op stroom. De spanning moet hoog genoeg zijn om Vf te overbruggen, de stroom zo hoog dat ze genoeg licht geven maar mag niet boven de max stroom (zie datasheet) komen. Als ze bv 20mA opgeven hoef je echt niet 20mA te gebruiken. Tenzij je wilt dat ze niet zo lang mee gaan. Vaak is de helft al fel genoeg. Zijn het dingen van Ali ofzo dan zou ik er eerst een paar opofferen om de specs te achterhalen want als ze al wat opgeven dan is het waarschijnlijk nergens op gebaseerd of de grens waarbij ze nog net niet gelijk stuk gaan. .

[Bericht gewijzigd door fred101 op (30%)]

De multimeter is deze: https://motorlook.nl/nl/multimeter-digitaal

Hier zullen geen relevante specificaties bekend voor zijn denk ik.
Ik wilde als test even meten of het aan- en uitzetten van de leds zou werken maar omdat ik geen leds hier heb, heb ik dit met de multimeter getest.

Ik kan uiteraard de leds bestellen en testen, wat ik wil voorkomen is dat de leds perfect werken, maar dat binnen een aantal maanden stuk voor stuk ledjes stuk gaan.

De datasheet van de leds (https://www.lcsc.com/datasheet/lcsc_datasheet_2009091205_HONGLITRONIC-…) geeft als forward voltage: MIN 2.8v, MAX 3.4v

Je hoeft niks aan te sluiten. Meet de weerstand en de spanning. 3,3V -2,8V = 0,5V. 0,5V / 27 = 18,5mA. Ze mogen 30mA hebben maar bij 20mA komt Vf wel erg dicht bij de 3V3.

Maar dit zijn hele lage spanningen waarbij 3,3V en 2,8V typical waarden zijn bij een bepaalde stroom en temperatuur etc.Dus de echte stroom kan hoger of lager zijn.

Als die weerstand bv 5% is dan mag hij dius 5% hoger maar ook lager zijn. De leds idem. Daarom meten, maar jou meter is geen "echte" meter maar een indicator. Als je dit soort kleine waarden echt goed wil meten zul je een hoop meer geld moeten neerleggen. Dus gewoon wat extra ledjes kopen en als ze te snel te zwak worden een grotere weerstand er op zetten.

Met de multimeter meet je zonder led altijd 3.3v, omdat er geen noemenswaardige stroom loopt.
Met 27 Ohm loopt er na plaatsen van de led iets van 11 mA, een mooie waarde...

Dankjewel, het vervangen van de ledjes is niet het probleem, wel de "kwaliteit" die het product uitstraalt.

Op maandag 9 september 2024 09:40:04 schreef bbuster:

Ik heb vandaag de printplaten ontvangen en meet voor de zekerheid even het voltage over de led pads, maar nu meet ik (met een goedkope multimeter) 3.27v
Ik meet het zonder ledjes gesoldeerd.

Klopt mijn meting en zit ik dus te hoog? Of kan ik dit niet zo bepalen

Je meting klopt, maar er loopt geen stroom door de weerstand (de heel lage meetstroom in µA) en dus valt er geen spanning over de weerstand.
Zodra er een ledstroom loopt valt er wel wat spanning over de weerstand, maar die is erg laag.

Onthoud dit;
Er valt pas een spanning over een serieweerstand als er stroom loopt!
Omgekeerd natuurlijk ook, tenzij de weerstand stuk is (onderbroken)

Het is dus eigenlijk een menselijke meetfout, er moet stroom lopen. :)

Je regelaar heeft specs, ik heb er een willekeurig gekozen. Deze geeft op min 3,234 tot 3,366V. Bij 25 graden is er meer kans dat hij dichterbij 3V3 zit dan bij 85 graden.

Je LED mag 30mA doen. Bij 20mA mag Vf tussen 2,8 en 3,4V zitten. Bij 20mA zit deze volgens het grafiekje ongeveer op 3,25V volt. Dat zit erg dicht bij je voedingspanning. Ga je uit van 10mA dan zit je op 3V (In theorie, die data mag afwijken)

Je weerstand van 27 ohm, mag, als deze 5% is, tussen de 25,65 en 28,35 ohm zitten.

Nu kun je gaan rekenen met de uiterste om te zien wat best en worst case scenario is.

Dus
- 3,234V - 3,4V geeft = een LED die niks doet
- 3,366V - 3,4 werkt ook niet
- 3,366V - 2,8V = 0,566V Met een 25,65 ohm weerstand is dat 0,556 / 25,65 = 21,6mA Dus de led blijft heel en geeft veel licht
- 3,366V - 2,8V = 0,566V Met een 28,35 ohm weerstand is dat 0,556 / 28,35 = 19,6 mA. Dat is nagenoeg gelijk dus de weerstand tolerantie speelt geen rol als de spanning van de regelaar aan de hoge kant valt.

Als je met ideaal rekent: 3,3V - 3,1V = 0,2V / 27 = 7,4mA
Je ziet dat de spreiding tussen ideaal en "mogelijk" echt erg groot is bij dit soort krappe situaties (Lage voeding, hoge Vf)

Op deze manier kun je alle mogelijkheden berekenen. Zodra er combinaties voorkomen die een niet werkende schakeling op kunnen leveren dan zul je onderdelen moeten gaan selecteren dmv meten als je daar de apparatuur voor hebt en anders gewoon opbouwen en kijken of het resultaat bevalt. Stroom meten gaat niet want de "burden-voltage" van de gemiddelde DMM in het mA gebied, is te hoog.

Tja, als de Vf van de LED 3.4V is bij 20mA dan betekent dat niet dat er geen licht meer is bij 3.23V. Maar wel dat je de 20mA dan niet meer gaat halen.

Dus de LED zal heus nog wel werken in alle gevallen.

Zie I/V curve als voorbeeld.

PS: Deze leds hebben volgens de grafiek bij 10mA een dynamische weerstand van 12Ω (rood), 15Ω (groen) en 30Ω (blauw).

Maar dat is dan wel een 'typical value' dus die kan verschillen tussen exemplaren en verschuiven met temperatuur en veroudering.

En andere LEDs volgen ook weer een andere curve.

[Bericht gewijzigd door deKees op (39%)]

Heb je alleen 3,3V beschikbaar of eventueel ook een hogere spanning?

Je hebt wat spanningsval nodig over de weerstand die de juiste stroom maakt voor de LED’s. Als die spanningsval maar heel klein is, hebben variaties te veel invloed. Variaties in voedingsspanning of variaties in de led’s. Bij welke spanning de diodeknie* ligt is ook nog eens temperatuurgevoelig, dus ook variaties in temperatuur.

Ook, als die LED’s een Vf hebben van ergens tussen de 3,5 en de 3,8 V gaat er op 3,3V niet veel stroom door lopen en niet veel licht uit komen. Wat ook nog eens varieert per led en met temperatuur en met kleine variaties in die 3,3 V (3,26 of 3,34). Het blijft dan wel allemaal heel.

Idealiter zet je ze alle 3 in serie met iets van 560 ohm ofzo in serie op 12V.

*) zie grafiekje van ‘dekees’, de pijltjes bij ‘led voltages’ wijzen naar de knie-spanning. Led’s zijn diodes.

Ik heb de datasheet van de leds er bij gepakt. (Bravo voor de TS Dat die in de openingspost voldoende gegevens meldt dat ik het kan opzoeken!)

De leds zijn bedoeld voor 20mA. De specs zeggen dan 2.8 - 3.4V. Dat betekent dat ALS jij zorgt voor 20mA, dat dan de spanning over de leds tussen die waardes blijft. Nu zal 3.1V het meest "voorkomende" zijn, en dan gaat bovenstaand gedoe gewoon werken,

Maar officieel moet je in een ontwerp dus rekening houden met de uitersten: Doet het dan ook nog wat je er van verwacht.

Die 3.3V voeding hoe nauwkeurig is die? Normaliter wordt van +/- 10% uitgegaan, je moet er rekening mee houden dat de spanning 3.6V kan worden!

Je moet er rekening mee houden dat de leds die je vandaag van de fabriek krijgt op het uiterste van de range zitten. Stel dat is dit keer 2.8V.

Dan krijg je 3.6V - 2.8V = 0.8V over de 27 Ohm weerstand. De stroom wordt dan 29.6mA.... Dat is nog net onder de "absolute max" van 30mA (Had ik niet verwacht zonder het uit te rekenen!)

Aan de andere kant, is je 3.3V vandaag wat aan de lage kant en je led wil een hogere spanning, dan zal de stroom nihil zijn en zijn de leds haast uit.

De normale truuk is om gewoon de leds uit de 5V te voeden en de weerstanden wat groter te maken.

Laten we het niet moeilijker maken voor TS als nodig... :)
27 Ohm (~10mA) is een goede waarde voor een led die max. 30mA mag hebben, genoeg licht en lange levensduur.

Een regulator die 10% afwijkt heb ik nog nooit gezien, die moet meteen in de kliko. (da's 2.97...3.63 volt!)
Zelfs 5% vind ik al onaanvaardbaar veel en nog nooit meegemaakt...

Op maandag 9 september 2024 11:13:24 schreef rew:

Aan de andere kant, is je 3.3V vandaag wat aan de lage kant en je led wil een hogere spanning, dan zal de stroom nihil zijn en zijn de leds haast uit.

dat is ook wel heel strict gezegd.
als die led 3.6v wil hebben en de voeding is aan de lage kant, dal zal er op 3V vermoedelijk nog wel 1-2mA vloeien (bij 1mA neemt de weerstand ook quasi niks meer op)
de led zal dus nog altijd wel oplichten, al zal het onderlinge verschil zichtbaar zijn tussen die 3 leds.

bij serieschakeling op een hogere spanning en pakweg 20mA zal je het verschil niet meer zien tussen 2.8 en 3.6V leds

Ondanks dat je de uitersten niet snel zal meemaken, is het advies om, indien beschikbaar een hogere spanning en een hogere weerstandswaarde te gebruiken niet verkeerd.

Als je er 1 maakt dan is na het solderen van de leds te controleren of je leds ongeveer even fel zijn, prima te doen. Maar als je er 100 moet maken, dan is het klote als er 5 zijn waarbij de leds niet even fel zijn. Dit wat betreft de "kwaliteit die het product uitstraalt".

Dus zoals Lucky Luke ook al zegt: Is er een hogere spanning beschikbaar? Zoja, gebruik dan liever die ipv de 3.3V.

Er zijn een aantal argumenten mogelijk om het niet te doen en gewoon zo te laten.
* Ik heb het nu zo ontworpen, geen zin om het te veranderen.
* Het kost me een anderhalve week om nieuwe printen te krijgen, dat kan ik met m'n time-to-market schema niet verantwoorden.
* Ik heb geen hogere spanning (alleen 4.2 ... 3.3V, dat is nog slechter dan de gereguleerde 3.3V).
* ik hoef er maar 1 uit te leveren.

etc.

EDIT: OEF! Ik zie nu pas de mosfet die je gekozen hebt! Dat ding heeft een RDSON van 5 Ohm, dat is relatief significant: Bij 60mA door de drie leds valt daar 0.3V over, dat is meer dan de marge die je had.

Andere oplossing, mits je kan garanderen dat je aansturing niet perongeluk "100% aan" gaat zijn: de drie leds in serie (-> altijd ongeveer even fel), een spoeltje van de 3.3V naar de mosfet (D). En de drie leds ook in serie van de mosfet naar aarde.

Neem als mosfet een xx2300 of xx3400 (xx kan HX, AO of vele andere voorvoegsels zijn. De mosfets kosten meestal rond de 2 cent (2x goedkoper dan die mmbf, maar wel een bijna 100x lagere RDSON!)

https://www.lcsc.com/products/MOSFETs_381.html?keyword=mosfet%20n%20ch…

Je moet dan beginnen met pulsjes van 1 µs op zeg 10kHz en kijken of je voldoende stroom krijgt. Langzaam opvoeren tot de lichtopbrengst voldoende is. (frequentie of pulsduur opvoeren).

[Bericht gewijzigd door rew op (33%)]

Jagen op spoken die er niet zijn is wat onzinnig... :)

Leds en regulators wijken maar zeer weinig af, veel te weinig om er iets van te zien in lichtopbrengst.
(meeste electronica werkt nu eenmaal op 3.3v (of lager), het extra maken van een hogere spanning voor de leds is onnodig en geeft alleen kans op meer problemen.)

Ik heb honderden apparaten met 3.3v en witte/blauwe leds geleverd zonder enig zichtbaar lichtopbrengst verschil.
't Is natuurlijk wel altijd aan te raden om leds in één batch te kopen, omdat er anders kleur en helderheidsverschillen kunnen optreden door fabricageverschillen.

Die fet is inderdaad een droevig exemplaar met zijn 5 Ohm, daar moet je wel wat beters voor nemen... (bijv. de IRLML0030 van IR)

Als ik zoek naar een andere fet waarbij ik SOT-23 als package selecteer:
https://www.lcsc.com/products/MOSFETs_381.html?Gate%20Threshold%20Volt…

Dan krijg ik niet veel waarbij de weerstand lager is.
Wat is hier zo "fout" aan?

Ah, zie nu dat je deze als voorbeeld geeft (IRLML0030)

Ik zie daar 150 fets, waarvan 138 beter (tot véél beter) zijn als 5 Ohm... :)
Die 5 Ohm wordt opgeteld bij de serieweerstanden van de leds en dat wil je niet (fet wordt dan ook onnodig heet)

Op maandag 9 september 2024 12:55:56 schreef bbuster:
Ah, zie nu dat je deze als voorbeeld geeft (IRLML0030)

Nee, Ik gaf als voorbeeld de HX2300, AO3400, of SI2300 of "2300". (edit: Ah! Ik zie het nu: Arco gaf de IRML als voorbeeld).

Ik ga bij LCSC naar "mosfets" zoek dan in package naar "23", selecteer dan alle SOT23, SOT-23 SOT-23-3 en SOT-23x (-E, -S etc).

Daarna selecteeer ik op 100mOhm of minder en "in stock" en "sorteer op prijs". Dan houd ik 1547 opties over. De goedkoopste heeft 71k in stock (voldoende: soms zijn er maar bv 12 in stock en dan proberen ze hun laatste beetje nog verkocht te krijgen, en gaan ze geen nieuwe kopen. dat maakt het dan lastig als je die NU selecteert ook al heb je er nu maar zeg 10 nodig)....

Anyway, dan ga je het lijstje af: Vind ik die goed genoeg? De eerste twee blijken P-fets te zijn (oneven typenummer). Even verderop kom je dan de 2300 en 2302 mosfetjes tegen. Rond de 50mOhm en een gate threshold die laag genoeg is. Ze claimen soms 2A of 3A. Ik doe liever niet meer dan 1A, maar in deze toepassing komt dat dus HELEMAAL niet in beeld. (ja ik gebruik ze ook voor 70mA of minder).

De meest voorkomende is zo ver ik weet de "A2SHB", wat de opdruk is van een Si2302. Dit component vind je vaak in goedkope elektronica en moet op absurde schaal worden gemaakt. Een 5Ω exemplaar is wel wat gortig anno 2024.

Op maandag 9 september 2024 12:37:15 schreef Arco:
Jagen op spoken die er niet zijn is wat onzinnig... :)

Leds en regulators wijken maar zeer weinig af, veel te weinig om er iets van te zien in lichtopbrengst.
(meeste electronica werkt nu eenmaal op 3.3v (of lager), het extra maken van een hogere spanning voor de leds is onnodig en geeft alleen kans op meer problemen.)

Ik heb honderden apparaten met 3.3v en witte/blauwe leds geleverd zonder enig zichtbaar lichtopbrengst verschil.
't Is natuurlijk wel altijd aan te raden om leds in één batch te kopen, omdat er anders kleur en helderheidsverschillen kunnen optreden door fabricageverschillen.

Ben ik het niet helemaal mee eens. Dit werkt als je een witte of blauwe LED met een kleine stroom dat er misschien eens 2,9 of 3,0V over staat gebruikt. De weerstand zal dan relatief groot zijn. Als je ze gebruikt "op het randje" (dicht bij de maximale toegestane stroom) en met geen of alleen parasitaire weerstand wordt dat anders. Die blauwe en witte LED's zijn echter zo efficiënt dat ik niet echt zou aanraden ze op die stroom te gebruiken. Als ze klein zijn en alleen ter indicatie dienen is zo weinig als 100µA soms al voldoende, dan staat er over veel blauwe LED's vaak maar net over de 2,5V.

Het is me hier niet duidelijk of het alleen indicatie is of ook moet verlichten. In dat laatste geval wil je de stroom wel kunnen voorspellen om meerdere redenen. Er zijn zat lampjes te koop die de LED direct over de voeding zetten, maar dat geeft altijd problemen.

De ledjes worden gebruikt voor het verlichten van het logo.
Ik heb er nu 1 ledje op gesoldeerd (blauw) wat ik had liggen maar heb witte besteld.

Het blauwe werkt tot nu toe goed maar ik ga testen met de witte als ik ze ontvang

Dan zou ik me twee dingen afvragen:

  • Wat is de spanning over en stroom door de LED? Dat zou je relatief makkelijk moeten kunnen meten en dan heb je een idee over het vermogen.
  • Geeft het ding nu een zinvolle hoeveelheid licht?

Het is makkelijk teveel licht te hebben met witte en blauwe LED's. De chip van een witte LED is gewoonlijk een normale blauwe met fosfor, en het gedrag is gelijk. De lichtopbrengst is dat eigenlijk ook met de moderne fosfors. Die geven opmerkelijk weinig verliezen en de waargenomen hoeveelheid licht is niet minder.

Op maandag 9 september 2024 18:28:51 schreef Kruimel:
Wat is de spanning over en stroom door de LED? Dat zou je relatief makkelijk moeten kunnen meten en dan heb je een idee over het vermogen.

Die stroom meten bij dit soort waarden is niet makkelijk. De mA shunt van zijn meter is waarschijnlijk een stuk groter dan de 27 ohm weerstand. Die shunt staat in serie met de 27 ohm en LED.
Het kan in de 10A stand als zijn meter goed genoeg zou zijn en genoeg digits zou hebben. (Dat er toch getallen op de display komen wil niet zeggen dat ze kloppen)

Je kunt het wel doen door bv 5 of 9V en een potmeter in serie met de DMM te gebruiken en dan de potmeter draaien tot het zo fel is als je wilt. Dan meet je ook Vf. Nu weet je de gewenste stroom en wat je Vf is. Nu kun je de correcte gewenste weerstand berekenen voor 3V3.

EDIT: even nagemeten, die weerstand valt mee. Bij mijn Agilent ongeveer 5 ohm, bij de rest tussen 2 en 3 ohm (Geen 4 draad meting dus daarom ongeveer) Dus als de jouwe ook rond de 2 a 3 ohm ligt kun je de stroom bij 3V3 ook wel meten. Desnoods gebruik je even 24 ohm (2x12 in serie) ipv 27
Of zoals Arco zegt, de spanning over de weerstand meten. Mijn opzet met potmeter is alleen om de stroom voor de gewenste lichtopbrengst te vinden.

De stroomgrafiek staat in de datasheet, ongeveer 10mA bij 3 volt.

Nasdeel van de gammele fet is ook dat bij elke extra led de bestaande ook zwakker gaan branden (spanning over de fet wordt steeds hoger)
Stroom moet je ook meten door de spanning over fet + serieweerstand te meten, de heer Ohm komt dan vertellen wat het stroomverbruik is...

[Bericht gewijzigd door Arco op (25%)]

Nee jongens, als je al een serieweerstand hebt meet je daar toch gewoon de spanning over en reken je het uit?