Forum Übersicht - Bastelecke » Hama Diaschneidgerät auf LED-Licht umgebaut

Hallo.

Ich habe mein DIA Schneidgerät von 240 Volt auf 3 Volt LED Beleuchtung umgebaut.

Hintergrund ist der, das dieses hier vorgestelltes HAMA Gerät vor dem Umbau nach ca. 10 Minuten an der Oberseite so heiß wurde, das DIAs sich schon wölbten. Besonders ärgerlich wenn man vorher wochenlang die DIAs in Büchern gepresst hatte, um eine bessere Planlage bei glaslosen Rahmen zu erreichen.

Kurzum: Ich habe die E14 Lampenfassung samt Birne und Kabel raus geworfen. Der Schalter sitzt nun dort, wo vorher das Netzkabel rein ging. Ich habe fünf weiße Leuchtdioden genommen und alle parallel geschaltet. So eine Leuchtdiode benötigt zwischen 3,0 und 3,5 Volt. Daher habe ich einfach 2 Mignonzellen (aus dem Discounter) in Reihe geschaltet, um auf 3 Volt zu kommen. Eine Batterie hat ja 1,5 Volt. Nachdem alles angeschlossen war, habe ich noch den Strom gemessen. alle fünf LEDs nehmen ca. 35 mA. Also 7 mA pro LED. Damit laufen die Leuchtdioden ganz gemütlich. Solche handelsüblichen Leuchtdioden können zwischen 20 und 30 mA Dauerlast abhaben. Die Batterien haben, wenn sie neu sind um 1,65 Volt/Stk - das ist OK.

Innerhalb des Gehäuse kann man noch mit Silberfolie experimentieren, um eine bessere Ausleuchtung zu erziehlen. Es ist aber auch hilfreich, die Beine der Leuchtdioden lang zu lassen um die LEDs später noch ausrichten zu können.

Bauteile bei mir:

- 5 LED in Weiss. 5mm Durchmesser (3,0 - 3,5 Volt, 20mA)
- Irgend einen Schalter
- 2 Mignonzellen
- etwas Schaltdraht, Lötkolben, Isolierband, usw.

Ich habe alles direkt an den Schalter gelötet. Also ein "Nestaufbau"

Laufzeit mit 2 Batterien ca. 100 Stunden.

Stolperfallen durch das nicht mehr vorhandene Netzkabel entfallen nun auch.

Vielleicht ist das für den einen oder anderen ja eine Bastel Anregung.

Viele Spass,
Oliver



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Kleiner Verbesserungsvorschlag:

Leuchtdioden darf man nicht einfach parallelschalten. So wird Dir eine nach der anderen Leuchtdiode schon lange vor ihrer normalen Lebensdauer durchbrennen. Leuchtdioden benötigen zum Betrieb immer einen Vorwiderstand, auch dann, wenn die Versorgungsspannung bereits dicht an der Spannung liegt, die an der Leuchtdiode abfällt. Und im Falle der Parallelschaltung darf man nicht nur einen Vorwiderstand für alle parallelgeschalteten Leuchtdioden verwenden, sondern muß jede Leuchtdiode mit einem eigenen Vorwiderstand ausstatten und kann dann diese Serienschaltungen aus zwei Bauteilen jeweils parallelschalten. Wenn die Spannungen so dicht beieinanderliegen, nimm jeweils einen kleinen Widerstand (z.B. 10 Ohm, besser mehr), aber bitte nicht keinen. Die Leuchtdioden werden es Dir mit einer vielfach höheren Betriebsdauer danken.

Warum überhaupt einen Vorwiderstand? Eine Leuchtdiode ist ein Halbleiter mit spannungsstabilisierender Wirkung, d.h. in gewissen Grenzen fällt an ihr immer die gleiche Spannung ab, egal, welcher Strom durch sie getrieben wird. Diese Spannung hängt u.a. von der Farbe der Leuchtdiode und damit vom verwendeten Material ab. Denken wir uns mal die Innenwiderstände weg, kann man sich eine Schaltung aus einer Spannungsversorgung und einer Leuchtdiode als eine Parallelschaltung zwei idealer Spannungsquellen vorstellen. Ohne einen in Reihe geschalteten Widerstand flösse in diesem Stromkreis ein unendlich hoher Strom, sobald sich die beiden Spannungen auch nur minimalst unterschieden. Die Leuchtdiode würde nach kürzester Zeit an Überhitzung durchbrennen. Natürlich passiert das in der Praxis nicht so extrem, da beide Bauelemente Innenwiderstände haben, die den Stromfluß begrenzen, aber zumindest der von der Spannungsversorgung ist normalerweise sehr klein (Milliohm), sonst würde die Spannung unter Last schnell zusammenbrechen. Der Innenwiderstand der Leuchtdiode ist sehr viel größer (und nichtlinear), aber im oben gedanklich skizzierten Ersatzschaltbild fällt die Ausgleichsspannung an diesem Innenwiderstand ab. Die Verlustleistung, die in diesem Widerstand in Wärme umgewandelt wird, steigt mit größer werdender Spannungsdifferenz. Diese Wärme führt zum schnellen Tod der Leuchtdiode. Auf den Innenwiderstand der LED hat man in der Praxis genausowenig Einfluß wie auf den Innenwiderstand der Spannungsversorgung, deshalb versucht man möglichst viel des in einer solchen Schaltung zur Strombegrenzung zwingend notwendigen Widerstands in einem externen Bauelement, eben dem Viorwiderstand, zu konzentrieren. Der kann warm werden, ohne daß die LED Schaden nimmt.

Warum kann man nicht nur einen Vorwiderstand für mehrere direkt parallelgeschaltete LEDs verwenden? Auch wenn die LEDs aus einer Charge stammen oder gar selektiert sind, so ergeben sich immer gewisse Toleranzen in der Spannung, die an den jeweiligen LEDs abfällt. Würde man diese nun einfach parallelschalten, so würde ein Großteil des eingeprägten Stroms sich nicht gleichmäßig auf alle LEDs verteilen, sondern hauptsächlich durch die LED fließen, die den niedrigsten Spannungsabfall aufweist. Da ein gemeinsamer Vorwiderstand ja für alle LEDs gemeinsam dimensioniert wurde, ist der Stromfluß, wenn er sich dann auf eine einzelne LED konzentriert, viel zu hoch. Diese würde sich erwärmen und letztlich durchbrennen. Daraufhin würde der Hauptanteil des Stroms durch die LED mit dem zweitniedrigsten Spannungsabfall fließen, usw. Die LEDs brennen Dir also der Reihe nach durch. Dafür reichen in der Theorie selbst allerkleinste Spannungsdifferenzen, wie sie unvermeidbar sind. Im Extremfall, wenn man die LEDs knapp an ihrer Grenze betreibt, dauert es u.U. nur wenige Sekunden bis Minuten, bis die erste LED ausfällt. Ansonsten kann es auch Wochen, Monate oder gar Jahre dauern, bis die Leuchdioden ausfallen, aber da Leuchtdioden normalerweise Lebensdauern von Jahrzehnten haben, ist das trotzdem eine signifikante Reduzierung der Lebenszeit. Verpaßt man aber jeder Leuchtdiode ihren eigenen Vorwiderstand, so wirkt dieser als "Puffer" zwischen den einzelnen LEDs, und der von außen eingeprägte Strom verteilt sich annähernd gleichmäßig auf alle Leuchtdioden, so wie es gewünscht ist.

Viele Grüße,

Matthias

... eigentlich sollten LEDs an Konstantstromquellen betrieben werden, die einfachere fast genauso gute Lösung ist ein Vorwiderstand.

Das direkte anschalten an Batterien ist eine Unart aus den billig Taschenlampen die sich immer weiter verbreitet.
Bei den Knopfzellen in Taschenlampen kann man nur hoffen das der Innenwiderstand der Zellen groß genug ist.

Beim parallel schalten treten nebenbei auch Helligkeitsunterschiede auf...
Der Farbraum von normalen LEDs ist auch eher als suboptimal zu bezeichnen...

Gruß Steffen

(Eigentlicher Text wurde von mir wurde von mir in diesem Post gelöscht)


Grüße,
Oliver