[nakott]

Hallo,

das SBB Zwergsignal mit LEDs von Portigliatti hat ab Werk schon Vorwiderstände eingebaut. Dennoch sind mir die LEDs noch zu hell. Ich habe nun die Möglichkeit über Qdecoder die Dimmung je Ausgang auf 5 (von 100) zu stellen, oder einen 470k Widerstand noch vor jede LED zu setzen. Optisch sehe ich keinen Unterschied beim Ergebnis. Gibt es dennoch Argumente für die eine oder andere Variante?

Danke und Grüße Dirk

[Gleichstromer]

Die Dimmung über Vorwiderstand reduziert den Strom und die Spannung, die tatsächlich durch die LED fließt. Eine Dimmung über den Decoder erzeugt eine per PWM reduzierte mittlere Spannung, die Spitzenspannung bleibt aber gleich. Das kann dazu führen, dass die LED leicht flimmert (können nicht alle Menschen sehen, die Empfindlichkeit ist da sehr unterschiedlich ausgeprägt), außerdem wird die LED trotzdem mit der vollen Spitzenspannung befeuert.

Also schonender für die LED ist der Vorwiderstand, eine Dimmung über den Decoder erhält Dir wiederum aber die Möglichkeit, die Helligkeit auch mal wieder zu erhöhen.

[Flo_85]

Zitat

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... und die Spannung ...

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Nein. Die Spannung bleibt gleich.

Zitat

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... außerdem wird die LED trotzdem mit der vollen Spitzenspannung befeuert.

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Dafür ist sie ausgelegt. Bei PWM kann man sogar über die Dauerwerte darüber gehen, meist um das mehrfache, je nach Frquenz. Genaues steht im Datenblatt. Das braucht man für das sogenannte Multiplexen.

Zitat

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Also schonender für die LED ist der Vorwiderstand ...

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Hast du da irgend welche Quellen die das bestätigen?


Also mMn spricht nichts dagegen die Dimmung des Decoders zu verwenden wenn man die Möglichkeit hat.

[K.Wagner]

Hi,

nochmals zu Thema Dimmung - ich habe bei meinen LED-Schaltungen nachträglich die Dimmung wieder elimiert und einen angepassten Vorwiderstand verwendet. Gerade bei Innenbeleuchtungen hat sich gezeigt, dass der fahrende Zug mitunter "Interferenzen" erzeugte - besonders, wenn man den Kopf nicht starr auf die Garnitur gerichtet hat. Mich hats gestört - andere sind vielleicht nicht so empfindlich.
Das problem gegenüber Glühlampen ist, dass LEDs fast keine Nachglimmzeit haben.
OOT: Bewegt vesuchsweise mal die Hand unter einer LED-Lichtleiste z.B. in der Küche, die über ein Schaltnetzteil versorgt werden.....

[volkerS]

Hallo Dirk,
Widerstand ist die bessere Lösung. Die PWM-Pulse können auf Dauer zu einer Schädigung in der Led an der Bondung führen. Muss nicht kann aber.
Sind es wirklich 470k doch eher 47k.
Ich kenne dieses Problem an Dimmern für Veranstaltungstechnik, dort gab es extra eine Umrüstung.
Volker

[Gleichstromer]

Zitat

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... und die Spannung ...

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Nein. Die Spannung bleibt gleich.

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Also wenn die Spannung, die an der LED anliegt, bei Verwendung des Vorwiderstands gleich bliebe, dann würde über dem Widerstand keine Spannung abfallen! Wenn aber über dem Widerstand keine Spannung abfällt, dann fließt durch den Widerstand kein Strom (I = U / R, wenn U=0 dann ist I=0).

Wenn aber kein Strom fließt, kann die LED nicht leuchten!

[Martin Lutz]

Zitat

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... und die Spannung ...

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Nein. Die Spannung bleibt gleich.

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Also wenn die Spannung, die an der LED anliegt, bei Verwendung des Vorwiderstands gleich bliebe, dann würde über dem Widerstand keine Spannung abfallen! Wenn aber über dem Widerstand keine Spannung abfällt, dann fließt durch den Widerstand kein Strom (I = U / R, wenn U=0 dann ist I=0).

Wenn aber kein Strom fließt, kann die LED nicht leuchten!

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Achtung: Das LED wird im Knick der Kennlinie betrieben. Natürlich ändert hier auch die Spannung, wenn man den Strom verändert. Nur nicht linear. Bitte Datenblatt konsultieren. Dort kann man die tatäsliche Änderung ablesen.

[Martin Lutz]

Natürlich ist das Dimmen mit Widerstand die bessere Wahl. In erster Linie wegen dem bereits erwähnten Flimmern durch das PWM. Also aus rein optischen Gründen. Oder besser gesagt, wie der Mensch das wahrnimmt. EIn Betrieb mit reinem Gleichstrom erzeugt ein sauberes Licht, ohne Flimmern.

Das FLimmern beim PWM ist sicher abhängig von der Frequenz. Diese sollte aus optischen Gründen sicher so hoch wie möglich sein. Wenn das LED technisch in den spezifizierten Parametern (also Vorwiderstand so bemessen, dass man es auch im Dauerbetrieb nicht gedimmt betreiben kann) betreibt, sehe ich keinen Grund, weshalb dimmen mit PWM schädlich sein soll.

[Gleichstromer]

[quote="Martin Lutz" post_id=1844255 time=1529322260 user_id=124]
Achtung: Das LED wird im Knick der Kennlinie betrieben. Natürlich ändert hier auch die Spannung, wenn man den Strom verändert. Nur nicht linear. Bitte Datenblatt konsultieren. Dort kann man die tatäsliche Änderung ablesen.
[/quote]

Ja, das ist schon klar, dass sich die LED nicht wie ein ohmscher Widerstand verhält.

Näherungsweise kann man aber wie folgt vorgehen:

U(B) = Batteriespannung
U(R) = Spannungsabfall über Widerstand
U(LED) = Durchlassspannung der LED
I(LED) = max. LED-Strom = 20mA

Angenommen wir haben eine Spannungsquelle mit U(B) = 18V und eine LED mit einer Durchlassspannung U(LED) von 1,5V, so muss also an der LED mindestens 1,5V anliegen, damit die LED leuchtet. Diese 1,5V fallen über der LED ab!

Für den Widerstand bedeutet das, dass der Spannungsabfall U(R) = U(B) - U(LED) sein muss, also
U(R) = 18V - 1,5V = 16,5V

Daraus folgt dann klassisch nach Ohmschen Gesetz:

R = U(R) / I(LED) = 16,5V / 0,02A = 825 Ohm!

[nakott]

Zitat

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Sind es wirklich 470k doch eher 47k.

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Hallo Volker,

ja, es sind 470k; hat mich auch erstaunt. Ich habe von Conrad so ein Widerstands-Drehrad mit allen erdenklichen Standard-Widerstands-Werten.



Stellt man bei Qdecoder ein SBB Signal ein, dann stellt der Qdecoder automatisch 45% Dimmung ein. Das ist auf Microscale Signale angepasst. Wenn ich nun am Portigliatti-Zwerg bei einer LED über den Decoder von 45% auf 5% dimme und bei der zweiten LED die 45% Dimmung lasse und zusätzlich das Drehrad auf 470k stelle, dann leuchten beide LEDs für meinen Eindruck gleich stark.

D.h. ich hätte drei Möglichkeiten:
1. Dimmung auf 5%
2. Dimmung auf Standardwert 45% lassen und 470k Widerstand
3. Dimmung 100% (also aus) und einen Widerstand nehmen, dessen Wert ich aber noch ermitteln müsste

Ich habe extra 1. und 2. auch mit 1080 und 30fps gefilmt um zu sehen, ob dabei ein Unterschied zu sehen ist. Auch dabei sieht es für mich gleich aus.

@alle: Danke für die vielen Beiträge.

Viele Grüße Dirk

[Flo_85]

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... und die Spannung ...

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Nein. Die Spannung bleibt gleich.

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Also wenn die Spannung, die an der LED anliegt, bei Verwendung des Vorwiderstands gleich bliebe, dann würde über dem Widerstand keine Spannung abfallen! Wenn aber über dem Widerstand keine Spannung abfällt, dann fließt durch den Widerstand kein Strom (I = U / R, wenn U=0 dann ist I=0).

Wenn aber kein Strom fließt, kann die LED nicht leuchten!

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Tut mir leid, ich weiß nicht was du mir sagen willst. Es geht darum ob ein zusätzlicher Widerstand oder eine PWM zum Dimmen verwendet werden soll. Und ein zusätzlicher Widerstand zu einem schon vorhandenen ändert an der Spannung der LED überhaupt nichts.

Das es einen Unterschied zwischen Widerstand vorhanden und nicht vorhanden gibt ist klar, aber das ist ja nicht das Thema.

[Gleichstromer]

Zitat

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Tut mir leid, ich weiß nicht was du mir sagen willst. Es geht darum ob ein zusätzlicher Widerstand oder eine PWM zum Dimmen verwendet werden soll. Und ein zusätzlicher Widerstand zu einem schon vorhandenen ändert an der Spannung der LED überhaupt nichts.

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Oh, das ist interessant! Also wenn eine LED schon einen Vorwiderstand hat, dann ändert ein weiterer Vorwiderstand an der LED-Spannung gar nichts?

Kannst Du das Mal erklären, wie Du das Ohmsche Gesetz außer Kraft setzt?

Ich denk, Du solltest Dich Mal etwas mit Strom, Spannung und Widerstand beschäftigen.

[Martin Lutz]

Zitat

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Nein. Die Spannung bleibt gleich.

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Also wenn die Spannung, die an der LED anliegt, bei Verwendung des Vorwiderstands gleich bliebe, dann würde über dem Widerstand keine Spannung abfallen! Wenn aber über dem Widerstand keine Spannung abfällt, dann fließt durch den Widerstand kein Strom (I = U / R, wenn U=0 dann ist I=0).

Wenn aber kein Strom fließt, kann die LED nicht leuchten!

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Tut mir leid, ich weiß nicht was du mir sagen willst. Es geht darum ob ein zusätzlicher Widerstand oder eine PWM zum Dimmen verwendet werden soll. Und ein zusätzlicher Widerstand zu einem schon vorhandenen ändert an der Spannung der LED überhaupt nichts.

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Natürlich ändert dieser. Nur nicht so stark wie es vermuten lässt, weil es ja nicht linear ist. Das ist das was ich oben sagen wollte.

[nakott]

Zitat

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D.h. ich hätte drei Möglichkeiten:
1. Dimmung auf 5%
2. Dimmung auf Standardwert 45% lassen und 470k Widerstand
3. Dimmung 100% (also aus) und einen Widerstand nehmen, dessen Wert ich aber noch ermitteln müsste

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Hallo,

ich habe nun für 3. noch den Widerstand ermittelt:

1. Dimmung auf 5%
2. Dimmung auf Standardwert 45% lassen und 470k Widerstand
3. Dimmung 100% (also aus) und 680k Widerstand

Grüße Dirk

[Flo_85]

Zitat

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Zitat

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Tut mir leid, ich weiß nicht was du mir sagen willst. Es geht darum ob ein zusätzlicher Widerstand oder eine PWM zum Dimmen verwendet werden soll. Und ein zusätzlicher Widerstand zu einem schon vorhandenen ändert an der Spannung der LED überhaupt nichts.

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Oh, das ist interessant! Also wenn eine LED schon einen Vorwiderstand hat, dann ändert ein weiterer Vorwiderstand an der LED-Spannung gar nichts?

Kannst Du das Mal erklären, wie Du das Ohmsche Gesetz außer Kraft setzt?

Ich denk, Du solltest Dich Mal etwas mit Strom, Spannung und Widerstand beschäftigen.

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LEDs sind Halbleiter. Sie haben eine Vorwärtsspannung die an der LED abfällt. Typisch für weiße zB etwa 3V.

Wir haben jetzt folgende Situation:

gehen wir von 12V Versorgungsspannung aus und einen vorhandenen Vorwiederstand von 500Ohm.

Laut Ohmschen Gesetz folgt daraus:

(UVersorgung - ULED) / RVor1 = Strom durch die LED also: (12 - 3) / 500 = 18mA

Setzt man jetzt einen 2. Widerstand (nehmen wir jetzt einmal Beispielhaft 1k Ohm) davor gilt folgendes:

(UVersorgung - ULED) / (Rvor1 + Rvor2) = Strom durch die LED also: (12 - 3) / (500 + 1000) = 6mA

Daraus folgen folgende Spannungsabfälle:


Vorwiderstand1: U = R * I --> 500 * 0,006 = 3V
Vorwiderstand2: 1000 * 0,006 = 6V

Versorgung: 12V --> LED: 3V

Ein LED im Stromkreis verhält sich nicht gleich wie ein Widerstand!


Bei Widerständen wäre die Rechnung anders:

zB 2x 500Ohm bedeutet das bei 12V Versorgung an jedem davon 6V abfallen (typischer Spannungsteiler).

Setzt man ja jetzt einen weiteren mit 500Ohm davor fallen an jedem Widerstand 4V ab.

Aber das gilt, wie gesagt, nicht bei LEDs!


Klar kann es, wie Martin richtig schreibt, minimale Änderungen geben, vor allem in ungüstigen Kennlinienbereichen. Aber das verhält sich keinenfalls gleich wie bei Ohmschen Verbrauchern.

[Gleichstromer]

Hallo Flo,
vielen Dank, sehr gut erklärt!

Ja, die Spannung verändert sich nur in Abhängigkeit des LED-Stroms entlang der LED-Kennlinie (http://www.led-treiber.de/assets/images/LED-Kennlinie.gif)

Die Aussage, dass der Vorwiderstand an der LED-Spannung nichts ändert, stimmt nur näherungsweise, so lange man sich im normalen Arbeitsbereich befindet.

Gruß

[Martin Lutz]

Zitat

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Hallo Flo,
vielen Dank, sehr gut erklärt!

Ja, die Spannung verändert sich nur in Abhängigkeit des LED-Stroms entlang der LED-Kennlinie (http://www.led-treiber.de/assets/images/LED-Kennlinie.gif)

Die Aussage, dass der Vorwiderstand an der LED-Spannung nichts ändert, stimmt nur näherungsweise, so lange man sich im normalen Arbeitsbereich befindet.

Gruß

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Die Kennlinie, wie sie hier gezeichnet wurde, stimmt nicht ganz. Die Linie bewegt sich nie genau auf der Nullinie. Auch hier steigt sie, wenn auch ganz leicht. Interesannt wirds am Knie der Kennlinie. Und genau da betreibt man eine LED. Hier gibt es sehr wohl eine Veränderung. Sie (die Veränderung) nimmt zu je weiter man nach rechts geht. Links vom Knie braucht es eine extreme Widerstandsänderung, damit an der Spannung überhaupt etwas sichtbares passiert. Geht man nach rechts, dann wird die Veräderung exytrem schnell grösser, was dann auch ziemlich schnell zum Tod der LED führt. Das ist auch der Grund, weshalb einige mit einigen 100kOhm werkeln. In diesem Bereich bringt es überhaupt nichts.

[Flo_85]

Die Veränderung von der wir da (rechts vom Knie) reden beträgt <1V - in der recht ungenauen Grafik würde ich den Bereich auf etwa 1,8 bis 2,3V schätzen. Da mag zwar pysikalisch und mathematisch ein Unterschied sein, für den praktischen Betrieb ist das aber kaum von Relevanz. Vor allem im Vergleich zum Strom. Wenn man sie dauerhaft mit den 100mA und mehr betreibt ist sie sowiso in der Regel hin, da sind dann die 2,3V statt 2,1V Spannungsabfall auch schon wurscht.

Wer ganz auf Nummer sicher gehen will kann ja mit geringerem Spannungsabfall, ja sogar mit null rechnen. Dann werden aus (12V - 2,1V ) / 20mA = 495Ohm eben (12V - 0V) / 20mA = 600Ohm. Real bedeuted dass dann etwa 17mA.

[Martin Lutz]

Zitat

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Die Veränderung von der wir da (rechts vom Knie) reden beträgt <1V - in der recht ungenauen Grafik würde ich den Bereich auf etwa 1,8 bis 2,3V schätzen. Da mag zwar pysikalisch und mathematisch ein Unterschied sein, für den praktischen Betrieb ist das aber kaum von Relevanz. Vor allem im Vergleich zum Strom. Wenn man sie dauerhaft mit den 100mA und mehr betreibt ist sie sowiso in der Regel hin, da sind dann die 2,3V statt 2,1V Spannungsabfall auch schon wurscht.

Wer ganz auf Nummer sicher gehen will kann ja mit geringerem Spannungsabfall, ja sogar mit null rechnen. Dann werden aus (12V - 2,1V ) / 20mA = 495Ohm eben (12V - 0V) / 20mA = 600Ohm. Real bedeuted dass dann etwa 17mA.

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Ich weiss nicht, weshalb alle im linken, flachen Teil überhaupt etwas rechnen wollen. Die einzigen sinnvollen Arbeitspunkte um ein LED zu betreiben liegen im Knie. Links im flachen Teil machts schlicht keinen Sinn.

[Donautal]

Nur mal so nebenbei:
Ein Pentiometer einsetzen. Dann kannst Du angenehm regulieren bis Dir die Helligkeit gefällt und bei Bedarf problemlos verändern. Um die relevante Stärke (sagt man das so?) zu ermitteln kannst Du ja mit den Widerständen testen, mache ich mit „Krokodil“-Verbindungskabel (heisst wahrscheinlich auch anders richtig).

[volkerS]

Hallo Michael,
wenn man ein Poti zur Bestimmung des Vorwiderstandes verwendet sollte man immer einen Widerstand in Reihe dazu schalten. Viel zu schnell hat man aus Versehen den Poti bis zum Anschlag gedreht und dann ist er wirkungslos und kurz danach auch die Led und vielleicht auch der Decoder.
Bei 20V und 10mA LedStrom also 1800Ohm.
Volker

[Martin Lutz]

Zitat

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Hallo Michael,
wenn man ein Poti zur Bestimmung des Vorwiderstandes verwendet sollte man immer einen Widerstand in Reihe dazu schalten. Viel zu schnell hat man aus Versehen den Poti bis zum Anschlag gedreht und dann ist er wirkungslos und kurz danach auch die Led und vielleicht auch der Decoder.
Bei 20V und 10mA LedStrom also 1800Ohm.
Volker

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Diesen zusätzlichen Widerstand sollte aber so gewählt werden, dass mit ihm alleine das LED nicht überlastet wird. Und dann kann man mit dem Poti varieren.

[volkerS]

Hallo Martin,
10mA sollte eigentlich jede Led überleben. Und das sind dann 1800 Ohm wenn man von 20V Gleisspannung und 2V Led Spannung ausgeht.
So hab ich es ja auch geschrieben. In der Realität sind es am Decoder meist weniger als 20V da ja noch der Spannungsfall über dem Gleichrichter ( zwischen 0,6 und 1,4V, abhängig vom Diodentyp) zu beachten ist.
Volker

[Martin Lutz]

Zitat

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Hallo Martin,
10mA sollte eigentlich jede Led überleben.

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Natürlich.

[Dschowy]

Bei weißen LEDs verbaue ich immer 1,8k Widerstände. Die Lichtleiter in den Loks schlucken noch genug, so daß das für mich persönlich passt. Anders sieht es aus, wenn die LEDs direkt aus dem Gehäuse als "Lampe" rausschaut, z.B. bei der Märklin E63 /3001.
Letztendlich würde ich mich eh nie auf irgendwelche Aussagen verlassen sondern selber probieren. Da lernt man auch am meisten. Es gibt ein paar physikalische Basics, die sind einfach Fakt. Aber ob was zu hell oder zu dunkel ist, empfindet jeder anders.