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Sonstiges => Raumfahrt-Modellbau => Thema gestartet von: McFire am 13. Juni 2015, 14:36:11

Titel: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: McFire am 13. Juni 2015, 14:36:11
Freilich wird es hier Leute geben, die keine Hinweise, Trick und Tips zur Beleuchtung ihrer Modelle brauchen. Sie könnens halt. Aber ein bissel was für Nicht-Elelektroniker sollte auch getan werden.
Und die Miniaturisierung der LED macht Vieles möglich und einfacher, als vlt mancher denkt...

Wir fangen mal ganz vorn an. Daß eine LED einen Vorwiderstand braucht, das allerdings wissen die meisten. Denn eine LED begrenzt den Strom nicht, der ihr "angeboten" wird. Eine LED, die für 20mA ausgelegt ist, wird bei einem Strom von 200 mA auch leuchten - aber nur gaaanz kurz und dann nie wieder  ;)

Ok, für Einzelanwendungen geht es natürlich mit Vorwiderstand. Da hilft uns der Herr Ohm mit seinem Gesetz.
Vorher jedoch :
Verfügbare Versorgungsspannung UV minus Spannungsabfall über der LED ULED ergibt die Spannung über dem Vorwiderstand UR.
Als LED-Spannung kann man immer erstmal 2 Volt für Rot und Grün und 3 Volt für Blau annehmen. Blau deshalb, weil es ja bekanntlich keine weißen LED gibt.
Ergo : UV - ULED = UR
Woraus nach Herrn Ohm folgt : UR (Volt) geteilt durch ILED (mA) = Widerstand R (kOhm)
Das zeigt - bei genügend UV kann man auch mehrere LED in Reihe schalten.

Aber hier zeigt sich auch der entscheidende Nachteil eines Vorwiderstands : Wenn eine LED in der Reihe kurzgeschlossen ist, egal ob intern oder extern, dann müssen die anderen LED den jetzt höheren Strom "fressen". Also gibt es größere Helligkeit im Rest der Schleife (wenn genug Differenz bleibt zwischen UR und ULED ) oder die anderen LED brennen in Folge ebenfalls durch.

Schlußfolgerung : Ein Stromquelle muß her, die den passend eingestellten Strom dann konstant hält, egal was passiert oder was man bewußt ändert in der Reihe der LED > Eine Konstantstromquelle oder auch CCS.

Für unsere Zwecke genügt da völlig die bekannte Zwei-Transistor-CCS. Deren Regel-Genauigkeit liegt bei ca. 5%.
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up046848.jpg)
Mit einem weiteren Widerstand ließe sich die Genauigkeit noch steigern, aber das ist schlichtweg nicht nötig.

Diese CCS ist Grundlage der Stromversorgung, die für das hier beschriebene Modell gebaut wurde.
Space Shuttle Launch Pad 39A mit Challenger STS-6
http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=10470.0 (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=10470.0)

Da die Beleuchtung nicht erst zum Schluß Teil der Planung und des Aufbaus sein kann, wurde die notwendige Stromversorgung dafür schon jetzt bereitgestellt. So können vorab schon mal LEDs bzw. LED-Stränge am Modell getestet werden.
Beleuchtung – das heißt für den Stand, den das Pad bei STS-6 hatte : Ca. 300 weiße LED und ca. 40 rote blinkende LED müssen bereitgestellt werden. So in etwa ;)

Das ist freilich nur ein Beispiel und zeigt, daß für ein umfangreiches Modell halt doch etwas Aufwand betrieben werden muß, damit nicht jede neue Anforderung neues Herumlöten bedeutet.

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Das Gerät stellt folgende Konstantstromkreise bereit :
   46 Stromkreise , regelbar von 0,6...5,6 mA  für normale Beleuchtung im Modell
     6 Stromkreise , regelbar von 0,6...5,6 mA, auf blinkend schaltbar
     6 Stromkreise , fest eingestellt auf 12 mA  für Scheinwerfer im Modell
     2 Stromkreise , fest eingestellt auf 220 mA für Gesamtbeleuchtung der Anlage

An jeden der Stromkreise mit 5,6 und 12 mA können bis zu 8 LED in Reihe angeschaltet werden. Das sind also 368 + 48 + 48 LED.
An die beiden Stromkreise 220 mA können jeweils 2 LED in Reihe geschaltet werden.

Die GND-Klemmen sind dabei die Minus-Anschlüsse, alle anderen Klemmen sind die Plus-Anschlüsse.

Auch wenn die weit überwiegende Anzahl der LED nicht auf 6 mA, sondern weit darunter eingestellt sein kann, kommen insgesamt (mit den 2x220mA) doch ca 1,5 A zusammen. Bei 40 V Rohspannung sind das ca 60 Watt, daher wurde  ein relativ großer Ringkerntrafo verwendet, damit von da aus wenig Wärme entsteht.
Dazu kommt etwas Erwärmung durch die Regelspanne der CCS. Auch wenn später vermutlich nicht alle CCS genutzt werden, muß das beim Aufbau berücksichtigt sein, damit ein geschlossenes Gehäuse verwendet werden konnte.


Abb. 1 :
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(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up046849.jpg)
.
Rot ist nur zur Kennzeichnung und nicht auf der Frontplatte zu sehen.
Das Meßinstrument ist überlastungsfest bis 20 mA. Höhere Ströme sollten vermieden werden.

Abb. 2 zeigt die zuständigen Elemente für den 0,6...5,6 mA Test von einzelnen LED.
Für den Test einer einzelnen LED muß der Testschalter gedrückt werden. Es wird der mit dem Test-Poti einstelltbare Meßstrom angezeigt. Er kann also auch schon ohne angeschlossene LED eingestellt werden.
Bei Anschluß einer LED an die Klemmen + / ‒ übernimmt diese den Meßstrom.
Wenn die angeschlossene LED nicht leuchtet, ist sie verpolt oder defekt.

Eine Beschädigung der LED bei Verpolung kann im Testkreis nicht auftreten, da hierbei die Spannung über der LED auf 5 Volt begrenzt ist.

Abb. 2 :
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up046850.jpg)
.
Bei nicht gedrücktem Testschalter ist automatisch der Normalbetrieb für die Modellstromkreise und deren eventuelle Stromeinstellung hergestellt. Eine an die Testklemmen angeschlossene LED ist hierbei wirkungslos.

Teil 2 folgt





Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: golgi863 am 13. Juni 2015, 15:00:43
Hallo McFire,

vielen Dank für Deinen überaus anschaulichen Bericht. Ich bin schon gespannt auf den angekündigten Teil 2!  :)

Ich bin jetz zwar nicht soo unbedarft wie manch anderer hier, aber man lernt ja immer gern was Neues dazu. Dass Vorwiderstände bei DER Anzahl LED's ein Krampf sind, ist mir hinreichend bewusst. Allerdings hätt ich da gleich noch a kloane Frage: ich hätte den Regelbereich für jeden Stromkreis sehr gern von ca. 0,X bis ~15 oder 20mA. Kannst Du mir einen Tipp geben, wie ich da die Werte der Bauelemente umdimensionieren muss?

BTW: Wie stellst Du eigentlich die Leiterplatte her? Ätzt Du selbst oder lässt Du sie fertigen? Ich hab mir eigentlich überlegt, den ganzen Schmarrn auf einer Lochrasterplatine aufzubauen, aber ob das bei der Komplexität noch sinnvoll ist, weiß ich nicht so recht...  :-\

Bis denne
Viele Grüße
Thomas
(http://www.mind-craft.de/sml/grüße2.gif)

Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: McFire am 13. Juni 2015, 15:31:58
Hallo Golgi,
Klar, Du gehörst ja zu den Leuten, die über die Grundkenntnisse hinaus sind. Aber es gibt halt Leutz, die da noch ein paar Grundkenntnisse brauchen, die aber durchaus nicht übertrieben zugestopft werden sollen.
So hat halt jeder seinen Kenntnisbereich, wo er gut ist und andere wieder nicht. That's life :)

Wenn Du den Strombereich größer haben willst, mußt Du den o.a. 100 Ohm Widerstand entspr. verkleinern zwecks Maximalstrom. D.h. ca.: O,6 / Imax = RE
Den Minimalstrom bestimmst Du mit dem Wert des Regelwiderstandes.
Allerdings : bei einem größeren Abstand zwischen Minmal und Maximalwert ist die Linearität der Stromeinstellung per Drehwinkel nicht mehr so gut und Du müßtest evtl. einen logarihmischen Regler nehmen.
Achtung : Bei größerem Maximalstrom muß im Kurzschlußfall der Regeltransistor auch mehr "schlucken" ! Transistorgröße und den Platz dafür beachten. Die Stromangaben im Datenblatt sind immer nur für ideale Kühlung angegeben.
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: golgi863 am 13. Juni 2015, 16:25:48
Hallo McFire,

Du scheinst ja ein Faible für mediterrane Physiologen des vorletzten Jahrhunderts zu haben, wenn Du mich mit meinem nickname ansprichst, aber mir solls recht sein...

Danke für deine Erläuterung - klingt logisch mit der Berechnung des RE. Optimale Kühlung sollte eigentlich kein Problem sein. Zur Not muss halt nochn Lüfter mit rein. Bei meinem Modellprojekt jibbet einklich keine Patzprobleme, da die Gesamtfläche im Endeffekt ca 160 x 100cm (bei einer Höhe von 10cm für das Hardstand Area) werden soll.

Apropos Kurzschlussfall: wär da ned einfach eine Feinsicherung pro Stromkreis angebracht??  ???

Naja, jedenfalls danke nochmal!!
 :)
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: McFire am 13. Juni 2015, 17:26:37
Ok, Thomas, hast jewonn'  ;D

Ich wollte das mit der Kühlung nur nochmal allgemein erwähnen, weil es ja doch eine Menge Stromkreise auf dem Haufen sind bei einem großen Modell. Und ich Leute kenne, die aufs Datenblatt schaun und sagen "Och gugge mal, was der aushalten kann!"  ;D
Aber Du wirst ja, wie es scheint, ein anderes Baukonzept haben und alles mehr unter dem Tisch lassen und verteilen. Da wirds schon klappen.

Mit 'ner Feinsicherung allerdings nicht :)
Da findet ja eine Regelung statt. Im Bereich von ca 5%.
Es gibt aber keine Feinsicherung mit so engen Toleranzen mit normalen Preisen (abgesehen von 20mA überhaupt zu beschaffen.) Und davon brauchst Du dann für jeden Stromkreis eine.

Nee lieber nicht am Regeltransistor sparen und schön solide arbeiten, dann gehts schon.
Die Alternative elektronische Sicherung mit engen Toleranzen erfordert aber mehr Aufwand als die Stromquelle selbst. Und müßte auch ebenso oft aufgebaut werden. Und kann auch versagen.

Die Leiterplatten für meine Sachen mache ich selbst von Entwurf bis Ätzen. Hier bei Manfreds Kiste ist das Layout sehr einfach gehalten, weil ich z.T. "dreidimensional" gearbeitet habe. Mit SMD ist das möglich und spart immens Platz.



Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: McFire am 13. Juni 2015, 18:45:56
Die CCS wurden, wie gesagt, in der Zwei-Transistor Analogschaltung aufgebaut
Dafür gibt es drei Gründe:
1) Einzel-Mini CCS aus Asien sind trotz ihrer Miniaturisierung (egal ob analog oder digital) immer noch etwas größer als die auf meinen Platinen aufgebauten. Und ich brauchte dann für jedes Teilchen eine wie auch immer Befestigung. Also gibts da ca 100 Löcher, die ich nun jedoch nicht brauche.
2) Sind es digitale CCS, erzeugen sie "Elektrosmog". Der ist einzeln nicht sehr groß. Bei 58 CCS kommt da aber doch Einiges zusammen. Und an jeder CCS hängen ja bis zum Modell 2 bis 3 Meter Draht als "Antenne".
3) Der Preis pro Einzel CCS läge um die 1 € herum. Da bleibe ich doch wesentlich darunter. Das Geld stecke ich lieber in einen guten Trafo u.a. Teile.
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(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up046841.jpg)
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Die 58 CCS sind auf drei Platinen verteilt und mit Epoxy vergossen (außer den 220mA CCS).
Hier eine davon :
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(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up046842.jpg)
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Nach dem Anschluss der Drähte sieht das dann so aus (für eine Platte) :
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(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up046843.jpg)
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Die Stromeinstellung geschieht über 1 kOhm Regler, die auf zwei Platinen angeordnet sind :
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(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up046844.jpg)
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Die Verdrahtung sieht dann so aus (Ausschnitt) :
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(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up046845.jpg)
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Die Funktion des Umschalters TEST für die Strommessung bei Einzel-LED bzw. in den Modellstromkreisen :
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(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up046846.jpg)
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Verdrahtung zu ca 70% fertig...
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up046847.jpg)
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Teil 3 folgt
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: golgi863 am 13. Juni 2015, 19:08:06
Sehr schön!! Das nenn ich mal ne saubere Arbeit. :o Hut ab, mein Freund und vielen Dank fürs zeigen! (http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up046840.gif)

Ich denke, ich werd die CSS ebenfalls analog aufbauen, allerdings eher mit diskreten Bauelementen auf einer simplen Lochrasterplatine. Soo kompakt muß das bei mir gar ned sein... Ich hab zwar vor laanger Zeit auch mal selber Leiterplatten geätzt, aber mit eher suboptimalem Erfolg (Leiterbahnen direkt mitm Lackstift auf die kupferkaschierte Platine gemalt  :-[) Mit doppelseitig und anderen Scherzen war da nix zu wollen.

Mit Lochrasterplatinen hab ich zwar a wengerle mehr Löterei, aber wat solls...  :-\

Dann wünsche ich mal einen schönen Abend
Viele Grüße
Thomas
(http://www.mind-craft.de/sml/grüße1.gif)
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: McFire am 13. Juni 2015, 19:11:34
Weiter gehts mit der Darstellung, wie der Strom der Kreise eingestellt wird.
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(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up046839.jpg)
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Wie man sieht, wird für die Stromeinstellung der betr. Stromkreis aufgetrennt und mittels Drahtbrücke das Instrument dazwischen geschaltet. Und wer jetzt sagt "Oooch eine Drahtbrücke", der möge versuchen einen 58-poligen 2-Ebenen-Drehschalter zubekommen. Er wird feststellen, daß es den nicht gibt und schon ein 24-poliger recht groß und sauteuer ist.
Da man aber nun nicht jeden Tag am Strom herumschraubt, scheint mir das doch ein guter Kompromiß.
(PS : Anstatt TEST hätte ich hierbei im Bild besser Stromeinstellung schreiben sollen)
Die nicht ganz optimale Anordnung der Bedienelemente ergibt sich daraus, daß in dem Bereich unter der Frontplatte die Stromversorgung liegt. Es blieb da nicht allzuviel Platz übrig. Da aber ein relativ kompaktes Gehäuse verwendet werden sollte, mußte der Platz gut genutzt werden.
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: McFire am 13. Juni 2015, 19:16:04
Ja , ich denk auch , Thomas, wenn der Platz da ist sollte man größer bauen.

~~~~~~~~

So, ich werd jetzt ab Montag erstmal ein paar Tage nur sehr eingeschränkt ins Forum gehen können. Mit dem S5 ist es ja doch etwas fummliger als am PC.
Ein bisserle Stoff zum Fabulieren ist ja erstmal da  .... :)
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: gino847 am 14. Juni 2015, 13:50:12
Hallo Freunde des LED-Spektakels,

an dieser Stelle möchte ich mich quasi als STS-6-Bauherr kurz mal einschalten und meinem Freund Arno (McFire) nochmals ein Riesen-Kompliment zu dieser finalen Ausbaustufe der Strombank machen und herzlichen Dank sagen für seine Hilfsbereitschaft und seinen nimmer müdenden Einsatz beim Teilprojekt LED-Beleuchtung. (http://scaleworld.forenworld.net/images/smilies/gut.gif)

Nach meinen ersten Gehversuchen mit 'ner simplen Flachbatterie sowie einer Handvoll LEDs mit Vorwiderständen hat alles mal mit dieser 1. Strombank angefangen, mit der ich immerhin schon acht unabhängige Stromkreise mit jeweils bis zu 12 LEDs in Reihenschaltung mit Konstantstrom (6 mA) versorgen konnte, was für die Tower-Beleuchtung fast schon ausgereicht hätte.  8)

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up036464.jpg)

Nachdem sich im Ergebnis umfangreicher Helligkeitstests eine Verringerung der Stromstärke der LEDs in Richtung auf 0,5 mA angedeutet hatte, habe ich dann die festen Vorwiderstände (47 Ω) durch regelbare Miniatur-Trimmer (1 kΩ) ausgetauscht, weil der Lichteffekt noch realistischer aussehen sollte. 

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up038886.jpg)

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up037696.jpg)

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up037348.jpg)
Anschließend war ich dann längere Zeit mit der Bestandsaufnahme der Lampen auf dem gesamten Pad beschäftigt, (http://orbiter-forum.com/images/smilies/signs/omgsign.gif)

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up039500.jpg) (http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up039496.jpg)
Quelle: NASA

deren Hochrechnung dann mit ca. 330 Lampen die neue Zielrichtung für die 2. Ausbaustufe der Strombank geliefert hat, wobei ich nach diesem Tiefschlag anfangs schon bedenklich in den Seilen gehangen habe. (http://www.kaarethai.com/wbb4/wcf/images/smilies/box.gif) 

Für Arno sah das dank seiner Berufserfahrung aber alles weniger dramatisch aus, und auf sein Endprodukt kann der Meister aller LED-Klassen wirklich stolz sein, (http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up046102.gif) denn im Vergleich zur 1. Ausbaustufe ist das jetzt nämlich die S-Klasse. (http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up039822.gif)
In diesem Sinne Euch allen noch einen schönen Sonntag. (http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040577.gif)
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: McFire am 14. Juni 2015, 15:18:28

Noch'n Nachtrag :
Die Ausgänge der CCS können auch beliebig zusammengeschaltet werden. So bestehen z.B. die 12mA-Ausgänge für interne Spots aus jew. 2 CCS, in dem Fall Reglerpins überbrückt. Man muß da also keine extra Schaltung + Layout machen.
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: Modelldock (ex Tigerzivi) am 15. Juni 2015, 09:44:58
Hey McFire!

Großartig (http://bastelstars.de/images/smilies/i5665_applaus.gif) (http://bastelstars.de/images/smilies/i5665_applaus.gif) (http://bastelstars.de/images/smilies/i5665_applaus.gif)

Auch wenn ich mich nicht mehr zu den blutigen Anfängern zähle (hab schon einfache Beleuchtungen zusammengelötet und am PC Schalt- und Beleuchtungspläne erstellt und nachgebaut), freue ich mich über Deinen anschaulichen Elektronik-Workshop  :)

Vielen Dank dafür und für Deine Zeit, die Du dafür opferst.

Gruß Jan
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: McFire am 15. Juni 2015, 18:41:02
Danke in die Runde ☺
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: Modelldock (ex Tigerzivi) am 16. Juni 2015, 23:24:59
Hey Manfred,
Kannst du mir ein paar technische Daten oder gar Hersteller und Bezeichnung zu den von dir verwendeten mini Trimmern geben?
Wieviel Watt (0,25?)?
Danke und Gruß
Jan
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: gino847 am 16. Juni 2015, 23:49:05
Hallo Jan,

kein Problem, nimmst Du diese hier, die gibt es stehend oder liegend, und hatten den Segen des Meisters. (http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up046595.gif)

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up046908.jpg) (http://www.conrad.de/ce/de/product/422541/Miniatur-Trimmer-CA-6-H-stehend-1-k-01-W-20-?ref=searchDetail)

(http://www.smiliesuche.de/smileys/gute-nacht/gute-nacht-smilies-0005.gif)
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: McFire am 17. Juni 2015, 06:43:10
Hier findest auch beim Angebot eine gute Artikelbeschreibung
http://m.ebay.de/itm/321705160058?_trkparms=aid%253D222007%2526algo%253DSIC.MBE%2526ao%253D1%2526asc%253D20140818092515%2526meid%253D408ed9316a7f42b296df889fffa6e0e5%2526pid%253D100286%2526rk%253D1%25h26rkt%253D21%2526sd%253D290887081633&_trksid=p2054897.c100286.m3506 (http://m.ebay.de/itm/321705160058?_trkparms=aid%253D222007%2526algo%253DSIC.MBE%2526ao%253D1%2526asc%253D20140818092515%2526meid%253D408ed9316a7f42b296df889fffa6e0e5%2526pid%253D100286%2526rk%253D1%25h26rkt%253D21%2526sd%253D290887081633&_trksid=p2054897.c100286.m3506)
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: Modelldock (ex Tigerzivi) am 17. Juni 2015, 09:44:31
Danke Arno und Manfred, nochmal ne andere Frage - und dabei sehe ich dass ich doch viel weniger weiß, als gehofft...  :-[

Ich schaue jetzt grad bei Conrad nach nem Transistor BC547. Brauch ich da (zum Anschluss mit ner 9V Batterie) 100mA oder 200mA oder ist das Wurscht?

Edit: Ich glaub, die Frage macht so keinen Sinn: Also dieser Wert (100/200mA) ist das, was rauskommt, oder? Woher weiß ich, welchen ich benötige?

Sorry, für diese Noob-Frage  :-\
Hab halt bisher alles mit 9V + Widerstände + SMD/LED gemacht  :)

Edit 2: Und könnt ihr mir eine Alternative zur 9V Batterie nennen? Gibt es vielleicht einen fertigen (erschwinglichen) Trafo/Netzteil, der/das mir 9V oder 12V liefert?

Gruß Jan
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: McFire am 17. Juni 2015, 11:16:20
Zur Betriebsspannung :
Wenn Du nur 9V verwenden willst, kannst du nur 2 LED in Reihe schalten.  Die restlichen 2,5...3V werden zum Regeln bzw. Ausgleichen gebraucht . (Siehe Teil 1 oben)
Da mußt Du also erstmal planen was Du in Deinem Modell  so einbauen willst/mußt.
Was den Strom betrifft da wirst Du sicher auch unter 20mA bleiben. Mehr fließt also im Regeltransistor nicht. Und der Steuertransistor ist eh unterfordert.
Wichtig ist nur daß der Regeltransistor die Verlustleistung im Kurzschlußfall (Betriebsspannung X max.Strom)
aushält (s.o.) .
D.h. also für den Steuertransistor reicht allemal einer aus der BC Reihe. Beim Regeltransistor kann es (je nach max. Strom) über ca. 16 V schon evtl. einer aus der 6W BD Reihe sein. (S.o.)
Denk dran wenn Du GND als Minus haben  willst mußt Du PNP Transistoren nehmen. Und bei Conrad würd ich die nicht kaufen. Du brauchst ja für ein größeres Modell eh viele davon. Und hast bei Conrad in jedem Fall 5 Eu Versandkosten. Da ist eBay halt doch besser.
Dort kannst auch günstig fertige Netzteile kriegen. Mußt halt vorher gut planen wieviel LED  pro Stromkreis und wieviel Gesamtstrom
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: Modelldock (ex Tigerzivi) am 17. Juni 2015, 11:53:29
Danke Arno  :)
Und in deinem ersten Plan auf Seite 1 gehen 8 LED in Reihe, weil Du eine Eingangsspannung von 28V hast, korrekt?

Hast Du einen Tipp für mich, wie bzw. woher ich ein Netzteil/Trafo bekomme, das ich an einer Steckdose anschließen kann und das mir 9V oder 12V liefert?
Auf der anderen Seite (Ausgang 9V / 12V) vorzugsweise direkt blanke Kabel, die ich an meine Test-Platine stöpseln/klemmen kann.

Danke
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: McFire am 17. Juni 2015, 12:22:59
Ja die 8 LED ergaben sich daraus daß in den Towerebenen bis zu 8 Lampen sind und auch anderenorts  mal mehrere zusammen sind. So hat man ausgesorgt. Weil es der CCS ja egal ist wieviel LED in Reihe sind. Das ist eben der Sinn und der Vorteil einer CCS.

Bei den fertigen Netzteilen rechnete ich Steckernetzteile mit dazu . Findest Du auch bei eBay in jeder Art und Menge. Schwierig wirds erst über 24 V. Da muß  man dann ein "Kästchen" nehmen. Immer ein bissel "Zuwachs"
Einplanen ! 😃
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: Modelldock (ex Tigerzivi) am 22. Februar 2016, 12:50:37
Hallo zusammen,

ist zwar schon eine Weile her, aber ich wollte Euch meine ersten Erfolge (und damit verbundene neue Fragen) nicht vorenthalten.
Am letzten Wochenende habe ich meine erste KSQ (Konstantstromquelle) fürs Löten vorbereitet.

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up050277.jpg)

Hatte das Ganze vorher probeweise auf eine Steckplatine zusammengesteckt und erfolgreich getestet.
Mit meinem aktuell genutzten 12V Netzteil kann ich an solch einem Kreis bis zu 4 SMD (rot) in Reihe schalten.
Durch den eingebauten 1kOhm Trimmer kann ich die Helligkeit der Reihe variieren.

Soweit so gut. Um weitere SMD zum Leuchten zu bringen, benötige ich weitere KSQs. z.B. so:

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up050278.jpg)

Meine Frage nun: Schalte ich die drei KSQs vom 12V Netzteil aus nun in Reihe oder Parallel?
Was passiert, wenn eine KSQ kaputt geht? Funktionieren die beiden anderen weiterhin?
Edit: Wenn ich es so überdenke, kann ich die KSQs nur parallel schalten, weil ich mit 12V sonst zuwenig Saft habe, oder?

Hinweis: die klare LED ist nur als Beispiel aufgebracht.
Edit: Diese KSQ liefert max. 15 mA, was mir völlig reicht und die SMD vor Überlastung schützt.

Gruß
Jan  :)
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: golgi863 am 22. Februar 2016, 13:27:57
Moin Jan,

in jedem Fall sollten die CCS parallel geschaltet werden. Dann funktionieren die anderen Schaltungen auch noch, wenn eine CCS ausfällt.  ;)

Allerdings möchte ich Dir nicht vorenthalten, dass Arno aka McFire mich damals darauf hingewiesen hat, die Auslegung mit 2 x BC547 (NPN) sei für unseren Anwendungsbereich nicht gerade optimal. Ich hab zwar die gleiche Schaltung aufgebaut, verwende sie aber nur zu Testzwecken. 8)

Zum Einen sei in diesem Fall das Bezugspotential bei der Verwendung von NPN Transistoren nicht GND, was sich als hinderlich erweist, wenn man mehrere Schaltungen des gleichen Typs verwenden will und zum Anderen sei der BC547 als Regeltransistor für den Dauerbetrieb bei sagen wir mal 8 LED's in einer Kette eher unterdimensioniert. Da wär der B772 (PNP) besser geeignet, da der auch ohne Kühlung mehr abkann. Hier mal der Schaltplan:

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up050276.jpg)

Aber ich kenne natürlich Deine Anforderungen nicht (Anzahl und Typ der LED's in einer Kette) und möchte hier nur den Tip von Arno weitergeben. Du findest im Netz jede Menge ausführliche Antworten auf alle Deine Fragen und sowie Grundlageninfos, z.B. hier:

http://www.elektronik-kompendium.de/ (http://www.elektronik-kompendium.de/) Einfach mal Konstanstromquelle als Suchbegriff eingeben ...

Bis bald und viele Grüße
Thomas
(http://www.mind-craft.de/sml/grüße1.gif)
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: Modelldock (ex Tigerzivi) am 22. Februar 2016, 13:52:06
Moin Thomas,

danke für die Hinweise.
Hatte die KSQ nach meinem Conrad-Einsteigerhandbuch gebaut und dann durch den Trimmer erweitert.
Hab aber nie richtig kapiert, was der Unterschied zwischen den verschiedenen Transistornummern ist  :-\
Sind halt für mich immer noch bömische Dörfer  ;)

Würde meine KSQ denn im Dauerbetrieb warm/heiß werden?
Beim aktuellen Fall wird es auf 5 KSQs hinauslaufen. Drei davon bekommen je zwei rote SMD, eine erhält vier SMD verschiedener Farben und die letzte vier rote LEDs.
Damit beleuchte ich später insgesamt 4 Modelle in einem Diorama.

Hatte mich ja schon auf diversen Seiten über KSQs informiert.
In einem Forum wurde mir bei Beleuchtung mit SMDs komplett davon abgeraten und lieber nur (!) mit Vorwiderständen zu arbeiten.
Aber hier habe ich es ja bereits besser gelernt.  8)

Verstehe ich das richtig, dass ein PNP Transistor entgegen dem NPN Transistor genau andersrum eingebaut wird? (Weil die Fließrichtumg anders rum ist?)

Gruß Jan  8)
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: golgi863 am 22. Februar 2016, 14:25:54
Hi Jan,

also in dem Fall kannst Du locker bei der Schaltung bleiben. Da dürfte auch nix warm werden. Bei mir sieht das etwas anders aus - ich plane ca. 30-40 Konstanstromquellen mit jeweils 8 - 14 SMD LED's ... da bedeutet ne gemeinsame Masseschiene schon eine erheblich einfachere Verdrahtung.

Zitat
Verstehe ich das richtig, dass ein PNP Transistor entgegen dem NPN Transistor genau andersrum eingebaut wird? (Weil die Fließrichtumg anders rum ist?)
Vereinfacht ausgedrückt ja.

Viele Grüße
Thomas
(http://www.mind-craft.de/sml/grüße1.gif)
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: Modelldock (ex Tigerzivi) am 22. Februar 2016, 15:02:10
Jaaaa, größere Beleuchtungsprojekte folgen sicherlich später auch bei mir - womöglich, wenn irgendwann mal der LUT zum meinem im Bau befindlichen LC -34 kommt  8)
Aber erstmal fange ich klein an  ;)

Danke für Deine Hilfe

Gruß Jan
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: golgi863 am 23. Februar 2016, 22:47:01
Moin Jan,

um nochmal kurz auf Deine Frage zu den "Transistornummern" zurück zu kommen. Die haben im Prinzip keinerlei "messbare" Bedeutung wie etwa eine Aussage über irgendwelche physikalischen Werte. Es sind lediglich Nomenklaturen, die sich die [führenden] Hersteller ausgedacht haben, um ihre Halbleiter-Produkte zu benennen.

Zum Beispiel sind die Buchstaben A, B oder C hinter der Produktnummer (also etwa BC547A) ein Hinweis auf die mittlere Stromverstärkung des Transistors. ;)

Um eine Aussage über Funktion und Technische Daten zu bekommen, brauchst Du ein Datenblatt. Dank Internet ist dieses Unterfangen heutzutage aber ein denkbar leichtes Spiel ... 8)

Viele Grüße
Thomas
(http://www.mind-craft.de/sml/grüße1.gif)
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: McPhönix am 14. Juni 2016, 20:52:39
Ausführungen zu Drahtstärken für die LED-Verdrahtung in einem Modell.
Hatte ich bei Jürgens Modell schon drin, sind hier der Ordnung halber nochmal reingesetzt.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Betreffs des Drahtes -
Ich empfehle als Verdrahtung der LEDs 0,15 Kupferlackdraht, lötbar (also PUR-Lack)
Das ist ein Kompromiß zwischen "Versteckbarkeit" und Handling. Der ist freiliegend mit bis zu 200 mA belastbar, da könntest Du sogar eine kleine Power-LED betreiben  ;)
Bei den meist verwendeten Mini-Leds bei max. 10 mA kannst Du sogar den Drahtwiderstand vergessen. So daß das Hintereinanderschalten vieler LEDs nur noch von der Gesamtversorgungsspannung abhängt, Konstantstromquelle vorausgesetzt. .
Der heutzutage verwendete Drahtlack ist mechanisch stark belastbar. Wenns nicht direkt über eine scharfe Kante geht, kann man den unbesorgt in Winkel und Ecken reinkneten, auch mit anderen zusammen.
Als gemeinsame Rückleitung (Masse, Ground) empfehle ich ca 0,4 Blankdraht, verzinnt. Den kann man auch in Ecken kneten, man sollte aber hier und da, wo es nicht auffällt, mal ein paar Millimeter unbemalt frei führen. So kann man jederzeit mal eine Änderung/Zusatz vornehmen durch An- oder Ablöten.

(PS: Der PUR Lackdraht muß kurzzeitig jedoch relativ heiß gelötet werden, damit der Lack chemisch gesehen "zusammenbricht". Er ist dann auch lötunterstützend. Im weiteren kann dann die Temperatur wieder runter. Ich empfehle auch, insgesamt mit herkömmlichen sog. "Radiolot" zu löten. Bei bleifreiem Lot müßte man auch insgesamt immer die Temperatur hoch lassen. Aber bei Fummeln innerhalb des Modells ist jedes Grad weniger nur nützlich. :D )
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: schulepr am 13. September 2016, 11:39:05
Vielen vielen Dank, nach genau so etwas habe ich gesucht  :) ich bin in diesem Bereich relativ neu, habe aber die Tipps und Tricks sehr hilfreich gefunden.

Hat jemand Vorschläge, wo man Online all die CSS kaufen kann?  ::)

http://www.servershop24.de/server/hp/ (http://www.servershop24.de/server/hp/)
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: McPhönix am 13. September 2016, 14:22:58
Einzelne Konstantstromquellen findet man zuhauf beim bunten E
Vom Einsatz der digitalen (Schalt)CCS in großer Menge rate ich ab, wie Du sicher gesehen hast.
Analoge haben oft Anschlußklemmen, sind für Einzelversuche also geeignet.
Bei allen gehandelten CCS immer die zulässige Maximalspannung beachten!
Davon hängt die Anzahl der LED pro Reihe ab.
Bei Großmodellen empfielt sich auch, mal eine ehrliche Preis/Aufwand Berechnung zu machen.
Da kommt man schnell darauf, daß dem Zweck angepaßte CCS den Selbstaufbau lohnen.

PS: Du hast versehentlich einen Werbe - Link eingefügt....
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: Hugo am 13. September 2016, 20:02:08
Eine "2-Leiter" Konstantstromquelle für LEDs kann man ganz einfach selber bauen.

Sie besteht aus nur 4 Bauteilen. Einen Widerstand mit 10 kOhm, einen Widerstand mit 39 Ohm und zwei Transistoren. Die 4 Bauteile kann man auf eine 3-Streifen-Lochrasterplatine stecken und hat dann gleich zwei Löcher zum anschließen für die Kabel Plus und Minus.


Folgend ein Schaltbild für 20 mA LEDs. Man kann problemlos mehrere LEDs in Reihe hängen. So viel, wie die Spannungsversorgung schafft. Die Schaltung braucht 0,7 Volt, dazu addiert man die Spannungen der LEDs. Beispiel: Eine LED braucht 1,5 Volt, man möchte 5 Stück in Reihe hängen. 5*1,5+0,7 = 8,2 Volt. Ein 9 Volt Netzteil wäre jetzt ideal.
Die Schaltung verbrät überschüssige Energie in Wärme. Hat man ein 24 Volt Netzteil, sollte man mehr LEDs nehmen, sonst wäre es Energieverschwendung.
Zu viele LEDs ist auch nicht schlimm, dann leuchten sie dunkler oder gar nicht mehr.

LEDs niemals ohne Konstantstromquelle betreiben. Es funktioniert zwar manchmal, aber LEDs haben den blöden Effekt, daß deren Widerstand mit steigender Temperatur sinkt und sie sich dann selber zerstören.

(https://picload.org/image/rdglarcw/konstantstromquelle.png) (https://pl.vc/1his4d)


Bezugsquelle: (Soll keine Werbung sein, die gibt es auch überall anders, die Links habe ich mir gespeichert - Gerade in China gibt es die Bauteil viel billiger).
http://www.reichelt.de/1-4W-1-10-0-Ohm-97-6-Ohm/METALL-39-0/3/index.html?;ACTION=3;LA=5;ARTICLE=11765;GROUPID=3076;artnr=METALL+39%2C0 (http://www.reichelt.de/1-4W-1-10-0-Ohm-97-6-Ohm/METALL-39-0/3/index.html?;ACTION=3;LA=5;ARTICLE=11765;GROUPID=3076;artnr=METALL+39%2C0)
http://www.reichelt.de/0-6W-1-10-0-k-Ohm-95-3-k-Ohm/METALL-10-0K/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=11449&GROUPID=3079&artnr=METALL+10%2C0K (http://www.reichelt.de/0-6W-1-10-0-k-Ohm-95-3-k-Ohm/METALL-10-0K/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=11449&GROUPID=3079&artnr=METALL+10%2C0K)
http://www.reichelt.de/BC-Transistoren/BC-547C/3/index.html?;ACTION=3;LA=5;ARTICLE=5007;GROUPID=2881;artnr=BC+547C (http://www.reichelt.de/BC-Transistoren/BC-547C/3/index.html?;ACTION=3;LA=5;ARTICLE=5007;GROUPID=2881;artnr=BC+547C)
http://www.reichelt.de/H25PS050/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=7786&ARTICLE=23952&SHOW=1&OFFSET=16& (http://www.reichelt.de/H25PS050/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=7786&ARTICLE=23952&SHOW=1&OFFSET=16&)
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: McPhönix am 13. September 2016, 21:36:59
Äh....Hugo.... hast Du eigentlich mal den Thread von Anfang an gelesen ?
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: Hugo am 13. September 2016, 21:48:00
Nein, nur überflogen. Da ich mich mit dem Thema Konstantstromquelle aber ausgiebig auseinandergesetzt habe, dachte ich mir, es schadet nicht, das hier zu Posten, als weitere Alternative für Interessierte.
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: gino847 am 13. September 2016, 22:35:22
Hallo Hugo,

die Frage von Arno (McPhönix) ist natürlich mehr als berechtigt, zumal er das Thema bereits ausführlich abgehandelt hat, und so lang ist sein Thread ja nun weiß Gott nicht.  8)
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: McPhönix am 25. September 2016, 20:46:21
Ich muß doch nochmal auf Hugo's Beitrag eingehen. Es könnte in der Praxis eines noch nicht so erfahrenen "Beleuchters" doch zu einigen Irritationen kommen.
Zitat
Eine "2-Leiter" Konstantstromquelle für LEDs kann man ganz einfach selber bauen.
Diese weit verbreitete Schaltung ist natürlich ok und für kleinere Anwendungen ohne Änderungen und Experimente brauchbar.
Aber in der Bauphase des Modells wird man Experimente mit der LED Anzahl in der Reihe machen wollen. Bei gegebener Versorgungsspannung wird sich also die Spannung über der CCS jedesmal ändern. Und somit auch der in den Regeltransistor mittels R1 eingeprägte Strom. Damit kommt zu den 5% Regelfehler (der für sich tolerierbar ist) noch ein Stromfehler dazu. Um den zu verringern , müßte man unnötig viel Strom in die Basis von T4 pumpen. So daß man evtl. in die Dimension des minimal einstellbaren LED Stromes kommt. Bei einer (Beispiel 8 weiße LED) Versorgungsspannung von 28 Volt und 50 LED Reihen wird man die Widerstände also unnötig klein im Wert und groß in der Bauform machen müssen. Aus diesem Grund habe ich mir einen Pin mehr gegönnt, um die LED Reihe extra anzuschließen und den Strom in den Regeltransistor in etwa konstant zu halten.

Zitat
Die Schaltung braucht 0,7 Volt,
Das ist nur zutreffend, wenn man ein hochstabiles Netzteil verwendet und wenn man die LED Anzahl maximal ausreizt und nichts mehr ändert - ok. Diese 0,7 Volt sind aber die Mindestarbeitsspannung und beinhalten keinen Regelbereich mehr!
In der Praxis aber wird man verfügbare Netzteile nehmen, wo das Preis/Leisungsverhältnis stimmt.
So daß also eine Restwelligkeit überlagert sein kann und auch eine Lastabhängigkeit der Ausgangsspannung zu sehen ist. Bei größeren Änderungen in vielen LED Reihen kann es da zu Schwankungen im 10% Bereich kommen. Was ja kein Problem ist, wenn man das einplant. Es wäre also eines Elektronikers unwürdig, den CCS nicht einen Regelbereich zuzubilligen ;)

Zitat
Beispiel: Eine LED braucht 1,5 Volt

Das ist aber verdammt knapp gerechnet. Und trifft auch nur für einige Baureihen von roten LED zu.
Im Mikroamperebereich. Im dunklen Zimmer. Bei weißen LED garnicht.

Zitat
Die Schaltung verbrät überschüssige Energie in Wärme. Hat man ein 24 Volt Netzteil, sollte man mehr LEDs nehmen, sonst wäre es Energieverschwendung.
Das ist im Prinzip richtig. Aber im Modell wird man wie erwähnt, experimentieren wollen. Da muß man die CCS, genauer gesagt ihren Regeltransistor auf worst case auslegen. Da muß selbst im Kurzschlußfall nach Fehlerbeseitigung wieder alles laufen. 

Zitat
Zu viele LEDs ist auch nicht schlimm, dann leuchten sie dunkler oder gar nicht mehr.
Diesen Funzelfall wird der Modellbauer nicht in Betracht ziehen und allezeit die Übersicht über seine LED haben, denke ich. Und wenn er dann irgendwann feststellt, er hat zwei nicht voll ausgelastete Reihen, was hindert ihn, die dann zusammen zu schalten ?

Zitat
aber LEDs haben den blöden Effekt, daß deren Widerstand mit steigender Temperatur sinkt und sie sich dann selber zerstören.
Da muß man aber über eine schon als heftig zu bezeichnende Schwelle kommen. Bei Beachtung des LED Datenblattes betreffs zulässigem Maximalstrom eigentlich nicht möglich.
Ich vermute, Du meinst den Wärmewiderstand von LED zur "Befestigung". Hier muß man als Praktiker beachten, daß SMD LED an sich ausgelegt sind, auf eine vom Hersteller empfohlene Mindestfläche Cu aufgelötet zu werden. Meist sind dafür sogar Layouts empfohlen. Wenn man also Mini-LED kauft, wo direkt am Chip dünne Drähte angelötet sind, sollte man die für die LED Bauform angegebene (z.B.) 20mA nicht ausnutzen, sondern nur etwa 15mA verwenden.
Aber selbst wenn man das nicht macht - für eine Selbstzerstörung müssen da schon noch ein bissel mehr ungünstige Sachen zusammenkommen.
Man könnte sich freilich mit Lebendauerberechnungen befassen, wird aber wohl feststellen, daß der Aufwand im Modellbereich nicht lohnt. Schon garnicht Betrachtungen zu Veränderungen im Farbraum.

Zitat
Die 4 Bauteile kann man auf eine 3-Streifen-Lochrasterplatine stecken und hat dann gleich zwei Löcher zum anschließen für die Kabel Plus und Minus.
Für kleine CCS ein guter Tip, um erstmal schnell eine Experimentierbasis zu haben :)
Titel: Re: Beleuchtung von Modellen
Beitrag von: golgi863 am 25. September 2016, 23:18:31
Hi Arno,

sehr fein und verständlich, was Du hier darlegst ...  8)

Spätestens jetzt sollte eigentlich jedem hier klar geworden sein, dass einem die Spezifikationen von LEDs nicht am A.... vorbei gehen können (v.A. die, die mit einem Riesenaufwand irgendwo reingefriemelt wurden). Aus dem Grund denken manche Leute eher über "austauschbare Leuchtmittel" nach, als der Sache auf den Grund zu gehen ... *seufz*

Greetings
Thomas
(http://www.mind-craft.de/sml/grüße1.gif)