Lichtsnoer met gekleurde leds: parallelschakeling?

[jkien]

Het snoer is 7 meter lang, voor 100 leds. Het is verrassend dat de fabrikant die 7 meter eerst heeft opgeknipt in honderd korte snoertjes van 7 cm, en daarna alles weer heeft vastgesoldeerd aan de leds. Dat lijkt me dubbel werk en meer overgangsweerstand.

Is de weerstand per snoertje te schatten? Het kan onder de (onjuiste) aanname dat alle leds even veel stroom gebruiken. De totale stroom is 250 mA, dus 2,5 mA per led. De stroom door het snoer is aan het begin van het snoer 250 mA, en aan het eind 2,5 mA. Gegeven is dat het spanningsverlies van begin tot eind gelijk is aan ΔU = 2,8-2,6 = 0,2 volt. Het spanningverlies over n snoertjes is de som van een rekenkundige rij:
\(\Delta U = \frac{1}{2} (n^2+1) I_{led} R_{snoertje} \rightarrow \\ R_{snoertje} = \frac{0,2}{\frac{1}{2} 10^4 \cdot 0,0025} = 0,016 \, \Omega \)

Zo een lage weerstand is niet slecht! Blijkbaar kunnen ze beter solderen dan ik.
Die 0,016 Ω is grotendeels de weerstand van het koper: boven en beneden 7 cm koperdraad met een dikte van ongeveer 0,5 mm heeft samen een weerstand van 0,012 Ω.

Twee snoertjes zijn om het pootje van de led gewikkeld en vastgesoldeerd.

In dit diagram zijn er boven en beneden weerstanden, dus elke getekende R is de helft van de berekende 0,016 Ω.

[jkien]

Nu, een jaar later, heeft de Action een ander lichtsnoer, met 140 gekleurde leds, dat niet alleen rustig constant kan branden, maar ook wild kan knipperen met variabele helderheid. De vraag rees of de lampjes parallel of in serie geschakeld zijn. Op de netadapter staat dat de transformator een secundaire spanning geeft van 31 volt, wat doet vermoeden dat de schakeling van de lampjes een mengsel is van serie en parallel. Bij alle knipperstijlen blijken de leds in twee onafhankelijke knippergroepen verdeeld te zijn: (1) de rode en gele leds, (2) de groene en blauwe leds.

In de modus van constant branden blijken die twee groepen leds toch te knipperen, alternerend, wat vooral duidelijk is als je een stuk snoer door de lucht zwaait, zie foto. De adapter levert daartoe een alternerend signaal van positieve en negatieve pulsen met een amplitude van 28 volt.

Tijdopname (t=0,1 s) van een door de lucht zwaaiende rij van 7 leds. De streepjeslijnen ontstaan door het knipperen van de leds. Rood/geel knippert in tegenfase met groen/blauw.

Op het eerste gezicht is het vreemd dat het snoer tussen de adapter en de eerste led slechts twee aders telt, en dat de rest van het snoer (tussen de eerste en de laatste led) drie aders telt. Na wat gepuzzel denk ik dat er tien segmenten van 14 leds zijn, dat leds binnen een segment parallel geschakeld zijn, en dat de segmenten in serie geschakeld zijn.

Een segment krijgt 105 mA, een led zou 1/7e deel daarvan krijgen, dat is 15 mA.

A. Vier leds van het snoer, normaal brandend; B. Zelfde leds, niet brandend, van buiten beschenen met blauw licht. De groene led van dit lichtsnoer fluoresceert ook, in tegenstelling tot het lichtsnoer van vorig jaar.

[Xilvo]

De adapter levert daartoe een alternerend signaal van positieve en negatieve pulsen met een amplitude van 28 volt.

Is dat niet gewoon de 50 Hz wisselstroom uit het stopcontact, omlaag getransformeerd?

[jkien]

De knipperfrequentie was ongeveer 250 Hz, niet 50 Hz, dus nee. De netadapter maakt eerst gelijkspanning, en maakt daar vervolgens een knippersignaal van, met een frequentie die per knippermodus verschilt.

[jkien]

Na wat gepuzzel denk ik dat er tien segmenten van 14 leds zijn, dat leds binnen een segment parallel geschakeld zijn, en dat de segmenten in serie geschakeld zijn.

Er is een niet-destructieve test mogelijk om te controleren of het snoer bestaat uit tien segmenten van 14 leds, namelijk kortsluiting maken in een segment door bij A en bij B (zie figuur) een speld in de draad te prikken, en die spelden te verbinden. Dan zouden alle leds van dat segment moeten uitdoven. Vervolgens de spelden verplaatsen naar C en D, dan zouden de leds van het tweede segment moeten uitdoven. Ik heb het getest bij een aantal segmenten van het snoer, en de verwachting kwam uit.

Maar daarbij bleek dat de segmentgrenzen nog eenvoudiger herkenbaar zijn: tussen twee segmenten in telt het snoer slechts twee aders, niet drie.

[jkien]

Het 200 led lichtsnoer dat ik nu heb heeft over de hele lengte slechts twee aders tussen de leds, dus alle leds staan parallel. De voeding bestaat uit drie AA batterijen in serie, samen 4.5 V. Met een multimeter lukte het niet om de spanning tussen de twee aders te bepalen.

Met een oscilloscoop bleek het een pulserend signaal te zijn dat iets ingewikkelder is dan verwacht. De spanning tussen de draden is 1.2 V. Dat is te weinig voor blauwe leds, die kleur led ontbreekt dus in dit lichtsnoer. Gedurende 2.4 ms is er een positieve spanning waarop de rode en gele leds branden, en gedurende de volgende 2.4 ms een negatieve spanning waarop de groene leds branden.

Het 210 Hz bloksignaal wordt gemoduleerd met een 5 kHz bloksignaal. Welk nut zou die modulatie met 5 kHz hebben?

lichtsnoer 244 keer bekeken

[HansH]

er is informatie nodig voor welke groep brand (rood, geel) of groen. en waarschijnlijk kun je dan ook beide groepen nog onafhankelijk van elkaar dimmen via de pulsbreedte van beiden. Daardoor heb je dan een hoogfrequenter signaal nodig. mogelijk dat door jouw manier van triggeren alles een beetje door elkaar vloeit.

[jkien]

Inderdaad, die 5 kHz zal wel gebruikt worden om de helderheid van de leds te regelen. Het lichtsnoer heeft een stand waarin de helderheid van alle leds langzaam toeneemt.

[HansH]

Inderdaad, die 5 kHz zal wel gebruikt worden om de helderheid van de leds te regelen. Het lichtsnoer heeft een stand waarin de helderheid van alle leds langzaam toeneemt.

als je oscilloscoop een single trigger optie heeft zou je eens wat verder kunnen uitzoomen en dan kijken of je een aantal complete pwm cycles kunt zien.

[WillemB]

Je kan ook leds kopen waar een weerstand reeds in zit, die kunnen zo op de gewenste spanning worden aangesloten,
aparte serie weerstanden zijn dan niet meer nodig, daardoor krijg je een eenvoudig productie proces,
en kunnen alle kleuren gewoon parallel.

Of leds met intern twee kleuren anti parallel, allerlei combies zijn tegenwoordig verkrijgbaar.

[WillemB]

Inderdaad, die 5 kHz zal wel gebruikt worden om de helderheid van de leds te regelen. Het lichtsnoer heeft een stand waarin de helderheid van alle leds langzaam toeneemt.

Dan zal dat snoer wel geen EMI goedkeuring hebben, dat straalt nogal, houdt er eens een portable radiotje bij ?

[boertje125]

kan ket niet gewoon een andere kleur hulstje zijn in plaats van een ander led ?

[HansH]

kan ket niet gewoon een andere kleur hulstje zijn in plaats van een ander led ?

dat zou kunnen als het witte LED's betreft. maar vaak zie je ook kleuren leds met serie weerstandjes om forward spanningsverschillen op te vangen. Kleuren leds hebben een heel smal spectrum dus heeft geen zin om daar filters voor te zetten om er een andere kleur mee te maken.

[jkien]

kan ket niet gewoon een andere kleur hulstje zijn in plaats van een ander led ?

De behuizing van de leds is kleurloos doorzichtig, er is geen gekleurde huls.