Lichtsnoer met gekleurde leds: parallelschakeling?

[jkien]

Ik heb een lichtsnoer gekocht met 100 gekleurde leds: rood, geel, groen, blauw. De goeie oude tijd van in serie geschakelde lampjes is blijkbaar voorbij, waarom eigenlijk? Bij dit lichtsnoer lijken alle leds parallel geschakeld te zijn, maar daar zit een probleem, lijkt me. Blauwe leds hebben ongeveer 2x zoveel spanning nodig als rode, omdat een elektron voor het maken van een blauw foton 2x zoveel energie nodig heeft als voor het maken van een rode (3 eV tegenover 1,5 eV). Hoe zit die parallelschakeling in elkaar?

[HansH]

serieweerstandjes of soms een combinatie van parallel en serie om zo groepen te krijgen die ongeveer op dezelfde spanning werken. Maar in dit geval zie ik maar 2 draadjes, dus dan moeten er serieweerstanden gebruikt zijn om bij de aangeboden spanning (hier 4.3V denk ik, althans dat is bij die van mij van de action) ongeveer dezelfde stroom te maken voor alle leds. Dat is natuurlijk wel inefficient, maar daar stoort niemand zich aan.

[HansH]

De goeie oude tijd van in serie geschakelde lampjes is blijkbaar voorbij, waarom eigenlijk?

Vroeger had je lampjes direct op 220V dus moest je er veel in serie zetten om dat voor elkaar te krijgen en dat was vooral heel vervelend als er een stuk ging.
Tegenwoordig hebt je switch mode power supplies (adaptertjes) die een lage spanning maken, bv 5V, 9V 12V 24V omdat dat het goedkoopst is. 5V is USB dus daar zijn standaard elco' tjes voor in massaproductie dus extreem goedkoop. 5V is daarom aantrekkelijk. of nog iets lager bv 4.5V zodat de spanning net boven die van de blauwe led zit (3.6V) en ook omdat zo de elco's niet tegen hun maximum voltage rating komen en je de zaak dus nog onnauwkeuriger kunt maken en dus nog goedkoper. maar wel meer tolerantie en dat vang je dan weer op door serieweerstanden, Het is dus allemaal cost driven.

[jkien]

Maar die kindertjes in China moeten nu 100 priegelweerstandjes vastsolderen, kost dat niet meer dan de besparing op de onderdelen?

[HansH]

Ik ken niet alle productie details, maar ga er maar van uit als het goedkoper kan dat ze het doen. veel gaat toch wel machinaal. en koperdraad is ook geld dus als dat met 2 draadjes kan ipv met drie dan zullen ze het niet laten.

[OOOVincentOOO]

Ik heb hier nog wat informatie gevonden. Eerst had ik wat moeite met zoeken. Echter uiteindelijk na lang zoeken iets gevonden met: "LED Resistors christmas light". Twee links over het toevoegen van weerstanden aan een lichtsnoer:

Why is there no resistor in a christmas LED string light?
electronics.stackexchange.com

Electrical – LED Christmas lights without limiting resistor
itectec.com/electrical/

De laatste heeft een link naar een filmpje met onderzoek onder andere IR (infra rood) camera:



Hieronder een filmpje over geautomatiseerde LED productie methode christmas lights. Een beetje vreemd filmpje de productie methode laat LED lijn zien. Echter later in het einde filmpje heeft men het over "ouderwetse" lampjes dat deel is minder relevant (zie daarvoor eerste links).

[OOOVincentOOO]

nb. Vreesde ook voor (kinder) arbeid. Blijkbaar zijn er relatief eenvoudige productie lijntjes. Zo een 20 jaar geleden in Azie geweest voor het werk, daar ook productie lijnen met 'jeugdige' arbeiders. Gelukkig veranderd de tijd. Maar zal niet overal het geval zijn.

Maar zelf vind ik het ook een beetje verspilling miljoenen (ieder huishouden een verlichting?) LED lampjes te produceren voor sierverlichting. Ongeacht de energie zuinigheid misschien maar enkele uurtjes per dag aan zetten lijkt mij niet verkeerd. De kwantiteit van sierverlichting lijkt ook alsmaar te groeien. Al is het maar voor bewustwording: wat is productie? wat is gezelligheid? Wat is energie?

[HansH]

Ik heb hier nog wat informatie gevonden.

Mooi dat je dit hebt gevonden. ik kon het niet zo snel vinden, maar ik ben dan ook slecht in zoeken. misschien kun je nog iets vinden over serie weerstandjes voor verswchillende kleurenleds parallel want dan moet je op de een of andere manier de verschillende forward spanningen compenseren. en ik vind het toch wel zonde om daarvoor zo'n snoer te gaan reverse engineeren, ookal is het van de action.

[jkien]

serieweerstandjes of soms een combinatie van parallel en serie om zo groepen te krijgen die ongeveer op dezelfde spanning werken. Maar in dit geval zie ik maar 2 draadjes, dus dan moeten er serieweerstanden gebruikt zijn om bij de aangeboden spanning (hier 4.3V denk ik, althans dat is bij die van mij van de action) ongeveer dezelfde stroom te maken voor alle leds. Dat is natuurlijk wel inefficient, maar daar stoort niemand zich aan.

Mijn lichtsnoer is ook van de Action, misschien is het dezelfde. Ik heb er nu maar een stuk van af geknipt, en uit elkaar gehaald om te zien of sommige gekleurde leds een serieweerstand bevatten. Merkwaardig: geen enkele led heeft een serieweerstand. Volgens de multimeter branden ze allemaal in werkelijkheid op 2,6 V. Op de stekker van het snoer staat 4,5 V vermeld, maar kennelijk is dat de bronspanning zonder belasting. Als je de leds losknipt blijken de leds van alle kleuren inderdaad op 2,6 V te kunnen branden, zonder serieweerstand. Alleen de stroomsterkte verschilt: blauw 1,3 mA, groen 3 mA, geel 0,5 mA, rood 0,7 mA.

[HansH]

Mijn lichtsnoer is ook van de Action, misschien is het dezelfde. Ik heb er nu maar een stuk van af geknipt, en uit elkaar gehaald om te zien of sommige gekleurde leds een serieweerstand bevatten. Merkwaardig: geen enkele led heeft een serieweerstand. Volgens de multimeter branden ze allemaal in werkelijkheid op 2,6 V. Op de stekker van het snoer staat 4,5 V vermeld, maar kennelijk is dat de bronspanning zonder belasting. Als je de leds losknipt blijken de leds van alle kleuren inderdaad op 2,6 V te kunnen branden, zonder serieweerstand. Alleen de stroomsterkte verschilt: blauw 1,3 mA, groen 3 mA, geel 0,5 mA, rood 0,7 mA.

Dat is gek. Heb je ook gemeten op de draden die van de adapter af komen terwijl de lampjes branden? als alle ledjes op dezelfde spanning branden dan moeten het wel haast dezelfde ledjes zijn. Ik heb er even een blacklight UV buis bijgehouden en dan zie ik de gele ledjes geel oplichten en de rode ledjes rood. Misschien zijn het dan toch allemaal dezelfde blauwe ledjes met een verschillende fosfor. De groene en blauwe ledjes zie ik niet oplichten. Dat de blauwe niet oplichten is logisch want daar zit geen fosfor op. groene snap ik dan even niet. en hoe je van 4.2 naar 2,5 komt snap ik ook niet, maar dat kun je snel zien. bij mij geeft de adapter 4.2V onbelast en 4.15V belast met alle lampjes terwijl het volgens het typeplaatje een 4.5V adapter is.

[Michel Uphoff]

>> Alleen de stroomsterkte verschilt: blauw 1,3 mA, groen 3 mA, geel 0,5 mA, rood 0,7 mA. <<

Wat vreemd. Ik neem aan dat de lampjes voor het oog allemaal ongeveer even helder zijn. Maar groen, de kleur waar het menselijk oog het meest gevoelig voor is, wordt voorzien van het meeste vermogen?

[HansH]

>> Alleen de stroomsterkte verschilt: blauw 1,3 mA, groen 3 mA, geel 0,5 mA, rood 0,7 mA. <<

Wat vreemd. Ik neem aan dat de lampjes voor het oog allemaal ongeveer even helder zijn. Maar groen, de kleur waar het menselijk oog het meest gevoelig voor is, wordt voorzien van het meeste vermogen?

Naast de gevoeligheid van het oog gaat het natuurlijk ook nog om de efficiency van de LED.

[jkien]

Dat is gek. Heb je ook gemeten op de draden die van de adapter af komen terwijl de lampjes branden? als alle ledjes op dezelfde spanning branden dan moeten het wel haast dezelfde ledjes zijn. Ik heb er even een blacklight UV buis bijgehouden en dan zie ik de gele ledjes geel oplichten en de rode ledjes rood. Misschien zijn het dan toch allemaal dezelfde blauwe ledjes met een verschillende fosfor. De groene en blauwe ledjes zie ik niet oplichten. Dat de blauwe niet oplichten is logisch want daar zit geen fosfor op. groene snap ik dan even niet. en hoe je van 4.2 naar 2,5 komt snap ik ook niet, maar dat kun je snel zien. bij mij geeft de adapter 4.2V onbelast en 4.15V belast met alle lampjes terwijl het volgend het typeplatje een 4.5V adapter is.

Slim idee, om er met een blauwe lamp op te schijnen! Ik heb er een foto van gemaakt:

A. Vier leds van het snoer, normaal brandend (RGBY), B. Zelfde leds, niet brandend, van buiten beschenen met blauw licht. De rode en de gele led fluoresceren, maar de groene niet.


De eerste led van het hele snoer heeft een dikker voetje, dat voelbaar warmte produceert, wat wijst op een weerstandje. Daarom het voetje opengesneden, en inderdaad een weerstand aangetroffen, 5,1 Ω (groen-bruin-goud-goud). Er staat 1,3 volt over de weerstand, dus de stroom is 250 mA. Deze stroom wordt verdeeld over 100 parallelle lampjes, gemiddeld 2,5 mA per lampje. Maar de eerste lampjes in het snoer krijgen wat meer spanning en stroom (2,8 V en 5 mA), en de laatste lampjes van het snoer wat minder (2,6 V, en voor de stroom: zie de figuur). Inderdaad branden de laatste lampjes iets minder fel dan de eerste, als je ze naast elkaar houdt.

Het etiket van het lichtsnoer typeert de leds: de stroom is 15 mA als de spanning over de led 3 V zou zijn, onafhankelijk van de kleur.


Quora: elektrische kerstverlichting 1950-2010

[HansH]

De eerste led heeft een dikker voetje, dat voelbaar warmte produceert,

Maar de eerste lampjes in het snoer krijgen wat meer spanning en stroom (2,8 V en 5 mA), en de laatste lampjes van het snoer wat minder (2,6 V, en voor de stroom: zie de figuur).

mooi voorbeeld dus van een praktisch compromis wat nog net voldoet. Je oog is logaritmisch dus zie intensiteitsverschillen tgv stroomvariatie minder dramatisch dan het lijkt. Maar als je het zelf zou ontwerpen zonder al die centen compromissen dan doe je het niet zo denk ik.

[HansH]

Je kunt ook adaptertjes maken die een stroom bron uitgang hebben ipv een spanningsuitgang en die stroombron is dan efficient omdat het via een SMPS gemaakt wordt. Dus dan heb je voor je gevoel een heel efficient systeem wat met miljoenen van die domme led strings veel elektriciteit kan besparen. Maar dat doen ze niet omdat dat afwijkt van de standaard van wat al standaard verkrijgbaar is dus duurder is op dit moment. Zo werkt de wereld dus. alles sub optimalisatie tot er overheidsmaatregelen komen die het in een bepaalde richting forceren bv om co2 emissies te halen. blijft leuk zo'n wereld. alleen begrijpt de politiek niets van natuurkunde helaas.