http://sites.prenninger.com/elektronik/lichterkette Wels, am 2021-04-01BITTE nützen Sie doch rechts OBEN das Suchfeld [ ] [ Diese Site durchsuchen]DIN A3 oder DIN A4 quer ausdrucken *******************************************************************************I** DIN A4 ausdrucken (Heftrand 15mm / 5mm) siehe http://sites.prenninger.com/drucker/sites-prenninger********************************************************I* ~015_b_PrennIng-a_elektronik-lichterkette (xx Seiten)_1a.pdf   3x3m Lichtervorhang mit 300 LEDs   3x3m Lichternetz mit 300 LEDs  Leuchtdiode LED (light-emitting diode)   a  https://www.led-shop.com/Vorwiderstand-berechnen https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201111.htm LED Weihnachtsbeleuchtung LED-Lichterkette / Christbaumlichterkette LED Lichtervorhang LED Lichternetz LED Lichterketten-Vorhang https://de.wikipedia.org/wiki/Lichterkette_(Beleuchtung) Zum Messen mit einer Nadel durch das Kabel durchstechen ! Cree XP-G Q5 SMD-LED mit Platine (10x10mm), 100lm, 3500K, CRI 80 Ultrabright LED Eine LED Lichterkette besteht immer aus einer gemischten Reihen- / parallel-Schaltung. Supperhelle LEDs weiß 120mcd 180° 5mm 3,0V / 15mA / 45mW Supperhelle LEDs weiß 120mcd 180° 5mm 3,0V / 12,5mA / 375mW Supperhelle LEDs weiß 120mcd 180° 5mm 3,1V / 30mA / 93mW Supperhelle LEDs weiß 120mcd 180° 5mm 3,1V / 20mA / 62mW Supperhelle LEDs weiß 120mcd 180° 5mm 3,1V / 12mA / 37mW LEDs weiß 120mcd 180° 5mm 3,1V / 5mA / 15,5mW Reihenschaltung (entspricht der Höhe des Lichternetzes) 3 LEDs a' 4,00V = 12Vdc 4 LEDs a' 3,00V = 12Vdc 6 LEDs a' 4,00V = 24Vdc 7 LEDs a' 3,43V = 24Vdc 8 LEDs a' 3,00V = 24Vdc z.B. 8 LEDs 10 Stränge = 80 LEDs 10x 15mA = 0,15A = 3,6 VA / 24 Vdc Trafo 8 LEDs a' 3,00V = 24Vdc z.B. 8 LEDs 12 Stränge = 96 LEDs 12x 12,5mA = 0,15A = 3,6 VA / 24 Vdc Trafo 10 LEDs a' 3,10V = 31Vdc z.B. 10 LEDs 10 Stränge = 100 LEDs 10x 12mA = 0,12A = 3,72 W / 31 Vdc Trafo Parallelschaltung (entspricht der Breite / Länge des Lichternetzes) A bis Z Reihen - Stränge - Äste - Strings LED-Anzahl 12V 3,0V 4 in Reihe x 15 Stränge 60 LEDs 24V 4,0V 6 in Reihe x 14 Stränge 84 LEDs 6 in Reihe x 20 Stränge 120 LEDs 24V 3,0V 8 in Reihe x 3 Stränge 24 LEDs 8 in Reihe x 6 Stränge 48 LEDs 8 in Reihe x 10 Stränge 80 LEDs 8 in Reihe x 12 Stränge 96 LEDs 8 in Reihe x 20 Stränge 160 LEDs 8 in Reihe x 25 Stränge 200 LEDs 8 in Reihe x 110 Stränge 880 LEDs 30V 3,0V 10 in Reihe x 10 Stränge 100 LEDs z.B. 10 LEDs 10 Stränge (A bis J) = 100 LEDs 10x 12mA = 0,12A = 3,6 VA / 30 Vdc Trafo 31V 3,1V 10 in Reihe x 10 Stränge 100 LEDs 10 in Reihe x 18 Stränge 180 LEDs 10 in Reihe x 20 Stränge 200 LEDs 10 in Reihe x 24 Stränge 240 LEDs 10 in Reihe x 30 Stränge 300 LEDs 10 in Reihe x 32 Stränge 320 LEDs 10 in Reihe x 40 Stränge 400 LEDs z.B. 10 LEDs 40 Stränge = 400 LEDs 40x 5mA = 0,2A = 6,2W / 31 Vdc Trafo 10 in Reihe x 70 Stränge 700 LEDs Schaltung eines LED Lichternetz mit 8 LEDs ( 8x 3,0V = 24V) Schaltung eines LED Lichternetz mit 10 LEDs (10x 3,0V = 30V)  10 LEDs 3,0V = 30Vdc 10 LEDs - 10 Stränge (A bis J) = 100 LEDs 10x 12mA = 0,12A = 3,6 VA / 30 Vdc Trafo (LED Driver) Nur 8 LEDs in Reihe (1 bis 8) gezeichnet ! Nur 5 Stränge (a bis e) gezeichnet ! grau Blinddrähte werden nur benötigt um ein Karomuster herzustellen (Lichternetz) bei Lichtervorhang bzw. Wasserfall wird aus der grauen Leitung eine blaue Masseleitung  https://tew.schule.at/fileadmin/DAM/Gegenstandsportale/Werken_Technisch/Arbeitsblatt_Lichterkette_-_Schaltungen.pdf Bei der ersten LED sind immer 3 Anschlüsse  Widerstände nur bei ungleicher LED Anzahl notwendig ! Eben nur bei ungleich langen Strängen! wie bei LED Regen-Lichterkette  1) LED Lichterkette   2) LED Lichterkette an 230Vac LEDs in Sperr-Richtung LEDs sind keine (Schalt-)Dioden. Die zulässige Sperrspannung (reverse voltage) beträgt oft nur um die 5 V. Soll die LED bei höheren Spannung in Sperrrichtung betrieben werden (zum Beispiel an Wechselspannung), ist eine zusätzliche Diode erforderlich. Diese fehlt in dieser Schaltung ! Auch sind es 20 LEDs  Die nahe liegende Möglichkeit ist, einen passenden
Vorwiderstand zu berechnen. Angenommen, Sie wollen 20 LEDs vom Typ
2,1V / 20 mA an 230 V betrieben, ist ein Widerstand von R = U/I =
230 V – (20 × 2,1 V) / 0,02 A = 9.400 Ohm erforderlich. Weil am Widerstand P = U × I = 188 V × 0,02 A
= 3,76 W regelrecht verheizt werden, ist es mit dem üblichen kleinen
¼ W-Typen nicht getan. Der Wirkungsgrad dieser Schaltung ist denkbar
ungünstig, denn es wird viel Wärme produziert und zudem nur jede zweite
Halbwelle der Wechselspannung genutzt.   3) 32 LEDs Lichterkette an 24Vdc LED 3,1V / 350 mA 8 x 3V = 24 V (220 Ohm Widerstand wird nicht benötigt) 4 x 0,35 A = 1,4 Amp. 1,2 Amper als Netzteil zu schwach  4) 12 LEDs Lichterkette an 12Vdc Wenn wir mehr LEDs verbauen wollen, als in einer Reihenschaltung mit ausreichend Spannung versorgt werden können,
müssen wir mehrere dieser Reihenschaltungen parallel schalten.  Drei weiße LEDs 3,25 V / 150 mA R = 12V-(3x3,25V) / 0,015 = 150 Ohm 5) 230Vac LED Energiesparlampen  Kondensatornetzteil“ als Vorschaltgerät.194_d_EK-x_230V Netz-Wechselstrom in 12V Gleichstrom (X2- Kondensatornetzteil) § 330nF..3,3uF 1N4007 ZD12V-1W_1a.pdf 6) Einfache Konstantstromquelle  7) Vorwärtsspannung und Vorwärtsstrom von LEDs  Je nach Farbe gelten andere Parameter. Zwei der exemplarischen LEDs können bei 2,2 V betrieben werden, lassen dann aber stark unterschiedliche Ströme fließen (gelbe Linie). Möchten Sie jeweils nur 10 mA fließen lassen, ist Vf entsprechend über einen Vorwiderstand einzustellen (in 1,8V und 2,1V), wenn man keine Konstantstromquelle einsetzt (braune Linie). Berechnung des Vorwiderstandes für eine LED R=U / I R= (Ub-Uf) / If = (5V - 2,1V) / 0,02A = 145 Ohm ~ 150 Ohm Eine leuchtende LED hat als Halbleiter fast keinen
Widerstand und würde deshalb einen nahezu unendlich hohen Strom fließen
lassen, was sie allerdings annähernd umgehend zerstört. Aus diesem Grund
werden LEDs entweder an Konstantstromquellen oder mit einem
Vorwiderstand betrieben. Der Vorwiderstand errechnet sich mit dem
ohmschen Gesetz. In die Berechnung müssen die erlaubte Spannung und der
gewünschte Strom für die LED einfließen sowie die Versorgungsspannung,
damit ausgerechnet werden kann, wie viel Spannung am Widerstand abfallen
muss. LEDs haben relativ enge Betriebswerte, die für jeden Typ im Datenblatt nachgeschaut werden sollten. Die zwei wichtigen Werte sind die Vorwärtsspannung Uf (forward voltage), die auch Flussspannung genannt wird, und der Vorwärtsstrom If . Für so genannte Standard-LEDs der Farben rot, grün und gelb liegt die Betriebsspannung je nach Farbe bei 1,6–2,5 V und der Strom bei 20 mA. Low-Current-LEDs leuchten bereits bei etwa 2 mA, geben dabei allerdings auch weniger Helligkeit ab. Die Helligkeit wird in Candela (cd) angegeben und liegt bei Low-Current-LEDs (je nach Farbe) bei 5 mcd, Standard-LEDs erreichen um die 20 mcd und Ultra-Bright-Varianten bis zu 10.000 mcd.  Schaltung, um eine LED
direkt an Netzspannung zu betreiben 10) LED
direkt an einer Netzspannung Anstatt
LED 2 kann, man auch ohne weiteres eine normale Standard
Diode benutzen z.B. D1 = 1N4148 oder auch fast jede andere.  Als Kondensator setzen wir als eine Kapazität von ca 330..470 nF ein, aber darauf achten das der Kondensator auch die nötige Spannung von mindestens 230V x 1,414 = 325 Volt aushält. Der Vorwiderstand R1 verhindert das beim Einschalten und damit beim Erstmaligen aufladen des Kondensators der Einschaltstrom den zuzlässigen Höchststrom der Leuchdiode überschreitet und diese zerstört. Als Faustregel kann man pro Volt ein mindestens Ohm berechnen. Aber besser man wählt den Wert etwas höher. Diese kleine Schaltung dient dazu, eine LED an Netzspannung zu betreiben. Dafür müssen zwei Voraussetzungen geschaffen werden. Zum einen muss der Strom auf LED-Größenordnung (ca. 20 mA) begrenzt werden, zum anderen muss die Wechselspannung (zumindest zum Teil) eliminiert werden, da eine LED bei einer Sperrspannung (falsche Polung der LED) von 230V zerstört wird. Die zweite Aufgabe übernimmt eine Diode Led 2 . Sie schließt einfach die falsche Halbwelle der Wechselspannung kurz und schützt so die LED. http://mschrod.de/elektronetz/Elektronik/Grundlagen/Dioden/Led/LED-%20Leuchtdioden.htm 11) Einfachste Variante für eine LED an Netzspannung   194_d_EK-x_230V Netz-Wechselstrom in 12V Gleichstrom (X2- Kondensatornetzteil) § 330nF..3,3uF 1N4007 ZD12V-1W_1a.pdf 12) 230 Volt LED Lampe  12 LEDs Xc = 1 / (2 x PI x f x C) = 14468,6 Ohm kapazitiver Vorwiderstand Annahme: 12 weiße LEDs mit min. 3,2 V Durchlassspannung = 38,4 V I = (230 - 38,4) / 14468,6 = 13,2 mA effektiv zur Sicherheit mal den Maximalstrom: Imax = (325 - 38,4) / 14468,6 =
19,8 mA 13) 230 Volt LED Lampe Kondensatornetzteil Kondensator statt Trafo ist kostengünstiger !  Bei einer Ausgangsspannung von Udc = 24 Vdc und einem Strom von Idc = 50
mA erzeugt die 24V Z-Diode Verlustleistung von 1.2 W, wenn der Ausgang
(Udc) unbelastet ist . Man benötigt also eine 24V Z-Diode mit 2 W. Ich
halte einen DC-Strom von 50 mA als vernünftige Obergrenze für ein
Netzteil mit kapazitivem Vorwiderstand bei dieser Ausgangsspannung. Dieser Idc-Strom bewirkt einen Iac-Strom von etwas mehr als 60mA.
Ich wählte die Bezeichnung Cr weil dieser Kondensator die Aufgabe eines
Vorwiderstandes (r) einnimmt. Wegen der Phasenverschiebung zwischen
Spannung und Strom von beinahe 90 Grad, tritt keine nennenswerte reale
Verlustleistung auf und deshalb nennt man diesen Widerstand
Blindwiderstand. Die Bezeichnung dafür ist Xc. Wir befassen uns hier mit
AC-Strömen Iac unterhalb von 50 mA. Dieser Strom wird weitgehenst durch
den Blindwiderstand Xc von Cr bei einer Frequenz von 50 Hz definiert. Das heisst, bevor man die Kapazität berechnen kann, muss zuerst der Wert
des kapazitiven Vorwiderstandes, der kapazitive Blindwiderstand Xc,
berechnet werden. Wir werden im Kapitel "Die Berechnung von
RC-Schaltungen" noch sehen, dass der gesamte Spannungsabfall von
Udc + Durchflussspannungen der Gleichrichterdioden (BG) + Spannung über
Rs von total etwa 34 VAC keinen signifikante Spannungsreduktion an
Cr bewirkt. Deshalb kann man, der Einfachheit halber, zur Berechnung des
Blindwiderstandes den vollen Wert von Uac = 230 VAC einsetzen:
kapazitiver Blindwiderstand Xc = Uac / Iac 230Vac / 24mA = 9,6k Ohm  http://www.sengpielaudio.com/Rechner-RC.htm
Die folgenden Annäherungsformeln für die Netzfrequenz von 50 Hz, machen
es dem Anwender leicht, die erforderliche Kapazität Cr aus Xc zu
berechnen. Die zweite Formel ist jedoch geeigneter, weil mit ihr
berechnet man die Kapazität Cr direkt aus der Spannung Uac und dem Strom
Iac:
C = 1 / (2 * pi * f * Xc) (Grundformel) 1 / 2 * 3,14 * 50Hz * 9,6k) = 0,33uF = 330nF oder vereinfacht für f = 50 Hz
C = 3183 / Xc
(C in µF, Xc in Ohm) 3183 / 9,6k = 0,33uF = 330nFKapazität aus Spannung und Strom für f = 50 Hz: C = 3183 / ( Uac / Iac ) (C in µF, Uac in V und Iac in A) 3183 / (230Vac / 24mA) = 0,33uF = 330nF
Für die Wahl von Cr muss man vor allem auf eine hohe Qualität achten. Für die 230-VAC-Netzspannung muss dieser Kondensator eine Nennspannung
von 250 Vac oder 630 Vdc haben und er sollte selbstheilend sein. Das
heisst, wenn es als Folge einer temporären Überspannung zu einem inneren
Durchschlag kommt, muss danach die Durchschlagstrecke trennen. Sie darf
nicht kurzschliessen. Bei jedem Durchschlag reduziert sich die Kapazität
geringfügig, weil zwei Leerstellen in den beiden gegenüberliegenden
Metallfolien übrig bleiben. Hervorragend eignet sich hierfür ein
sogenannter X2-Entstörkondensator. http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/cpowsup.htm Netzspannungsverzögerung bei WERSI-ORGEL 194_d_EK-x_230V Netz-Wechselstrom in 12V Gleichstrom (X2- Kondensatornetzteil) § 330nF..3,3uF 1N4007 ZD12V-1W_1a.pdf 14) Schaltplan für das einfachste Kondensatornetzteil  Schaltung wie sie in der No-Name-LED-Lampe zu finden war. Der gezeigte Schaltplan für das einfachste
Kondensatornetzteil für eine LED benötigt eine Schutzdiode für die
negative Halbwelle in Sperrrichtung, um die LED vor einer zu hohen
Sperrspannung zu schützen, in dem er die Halbwelle kurzschließt. Der
Vorwiderstand R2 begrenzt wie immer den Stromfluß für die LED. Der
Blindwiderstand (auch als Kapazitanz bezeichnet) wird wie in
nebenstehender Rechnung gezeigt, errechnet. Zuerst wird Anhand der
Vorwärtsspannung und des LED-Stroms der Widerstand berechnet, der bei
230 V erforderlich ist. Die Formel für den Blindwiderstand XC
wird nach C umgestellt, um die entsprechende Kapazität zu bestimmen,
die einen solchen Widerstand bei Netzspannung mit 50 Hz hat. Weil es
keinen Kondensator mit 279 nF gibt, wird der nächstgrößere gängige Wert
verwendet (330 nF) und für diesen der Blindwiderstand bestimmt. Dieser
Blindwiderstand führt an C zu einem berechenbaren Spannungsabfall, so
dass an R2 nur noch die restliche Spannung abfallen muss, damit an der
LED die gewünschten 2,1 V anliegen. R1 sorgt lediglich dafür, dass der
Kondensator sich zu Beginn nicht allzu schlagartig auflädt, da er sich
für einen Sekundenbruchteil im ungeladenen Zustand befindet und einen
Widerstand von nahezu 0 Ohm aufweist. 194_d_EK-x_230V Netz-Wechselstrom in 12V Gleichstrom (X2- Kondensatornetzteil) § 330nF..3,3uF 1N4007 ZD12V-1W_1a.pdf 15) Kondensatornetzteil für 60 LEDs  Das
Netzteil besteht im Kern nur aus einem Vierweggleichrichter mit
Siebelko 2,2 µF / 250 V. Insgesamt 60 weiße LEDs liegen in
Reihe. Jede LED braucht zwischen. 3,0 V und 3,6 V. 60 x 3,25V = 195V Zusammen brauchen die
LEDs also 180...216 V. Ein Vierweggleichrichter an 230 V würde den
Elko aber auf ca. 320 V aufladen. Also wo bleibt der Rest? In einem
kapazitiven Vorwiderstand in Form eines Kondensators mit 560 nF, 400V
und dazu 100 Ohm in Reihe. http://www.b-kainka.de/bastel138.html 194_d_EK-x_230V Netz-Wechselstrom in 12V Gleichstrom (X2- Kondensatornetzteil) § 330nF..3,3uF 1N4007 ZD12V-1W_1a.pdf 16) Kondensatornetzteil für 30 LEDs  Elko 2,2uf / 250V Gleichrichter R3 = 1M (br-sw-gn) R1 & R2 = 27R (rt-li-sw) MPP 334J630V  Es sind
jeweils 30 LEDs in Serie geschaltet. 194_d_EK-x_230V Netz-Wechselstrom in 12V Gleichstrom (X2- Kondensatornetzteil) § 330nF..3,3uF 1N4007 ZD12V-1W_1a.pdf 17) 230V 2 Watt LED Fadenlampe  C2 330n / 630V R = 47R R2 = 200k C1 = nicht bestückt R1 = nicht bestückt DIN A4 ausdrucken ********************************************************I* Impressum: Fritz Prenninger, Haidestr. 11A, A-4600 Wels, Ober-Österreich, mailto:schaltungen@schaltungen.atENDE |