Wie passt man eine Reihe von 10 LEDs an, die mit 3 AA-Batterien betrieben werden, um über einen USB-Anschluss zu arbeiten?

1. Sie haben es falsch gelesen, Rot | Schwarz | Schwarz ist 20 Ohm, nicht 200.

2. Weiße LEDs (die eigentlich blaue LEDs mit weißem Leuchtstoff sind) fallen um etwa 3 V ab (ein Multimeter würde Ihnen einen genauen Wert geben), wodurch etwa 1,5 V am Widerstand verbleiben. Dies entspricht 75mA Strom. Um den gleichen Strom mit einer 5-V-Versorgung zu haben, benötigen Sie einen Widerstand, der 75 mA bei einem Spannungsabfall von 2 V durchlässt, was ungefähr 27 Ohm entspricht.

Der von einer Stromversorgung verfügbare Strom muss gleich oder größer sein als der von der Last benötigte Strom. Die Versorgung versucht nicht, überschüssigen Strom in die Last zu „drücken“.

In Ihrem Fall hätten völlig frische AAs eine Spannung, die höher als die nominalen 1,5 V ist, 3 zusammen könnten möglicherweise nur 5 V erzeugen, daher vermute ich stark, dass Ihre LED-Kette eine 5-V-Versorgung ohne Probleme tolerieren wird. Unter der Annahme von 3 V für die LEDs würde ein 200-Ohm-Widerstand den Strom auf 10 mA begrenzen, was etwas niedrig klingt. Ich habe es vor Jahren aufgegeben, Farbcodes zu lesen, als ich den Unterschied zwischen warmem Braun, Gold und schlammigem Orange nicht eindeutig erkennen konnte, also könnten es 20 Ohm sein. Wenn dies der Fall ist, wird der Strom auf insgesamt 100 mA oder 10 mA pro LED begrenzt, was eher ein vernünftiger Wert zu sein scheint.

Trennen Sie die Batterie, schließen Sie die roten (+ve) und schwarzen (-ve) Stromkabel vom USB an, und Sie sollten gut sein.

Wie Dmitry warnt, wenn Sie mit genau dem Strom laufen möchten, den Sie von einer 4,5-V-Versorgung erhalten würden, erhöhen Sie entweder den 20-Ohm-Widerstand ein wenig oder verwenden Sie einen zusätzlichen Widerstand in Reihe zwischen der USB-Versorgung und Ihren Batteriekastenanschlüssen. Letzteres wäre vorzuziehen, da es eine Änderung des Materials in der Box vermeidet und die Verlustleistung auf zwei Widerstände verteilt. Versuchen Sie es mit 6,8 Ohm oder 10 oder 4,7 Ohm und sehen Sie, welche Spannung Sie an den Klemmen des Batteriekastens messen.

Wahrscheinlich ist es ein wenig spät, einen Kommentar hinzuzufügen, und es gibt mehrere frühere verdienstvolle Lösungen.

Als Antwort auf die ursprüngliche Frage würde ich argumentieren, dass es sicher ist, eine 4,5-V-LED-Kette mit 3 x Batterie und einem Ballastwiderstand im Stromkreis direkt an ein 5-V-Telefon oder USB-Ladegerät anzuschließen.

Der Reihenwiderstand "Ballast" senkt normalerweise die Batteriespannung um 1,5 V (nominal) auf 3 V und begrenzt den Strom zu den LEDs, bei frischen Batterien kann dies oft nahe an 5 V liegen. Ein Ballastwiderstand liefert ein Maß für die Strombegrenzung und sein Wert wird geeignet berechnet.

Bei einer konstanten Versorgung von 5 V fällt (absorbiert) der Reihenwiderstand "Ballast" 2,0 V anstelle von 1,5 V.

Ein 5-V-Eingang führt zu einem dauerhaften Anstieg des Stroms durch die LEDs im Verhältnis eines 2-Volt-Abfalls im Vergleich zu den ursprünglichen 1,5-Volt-Abfall am Ballastwiderstand, was das 1,33-fache des Batteriestroms ergibt.

Ein LED-Strom von 7,5 mA liegt weit unter normalen LED-Betriebsbedingungen. ( Wert abgeleitet von einem gegebenen 1,5-V-Abfall über 20 Ohm, aufgeteilt auf 10 LEDs) .

Eine Erhöhung des LED-Stroms um 30 % auf etwa 10 mA ist akzeptabel und immer noch relativ gering.

Ich möchte anmerken, dass sich LEDs wie feuchte (Zenerdioden-)Regler verhalten, und obwohl die Spannung an ihnen als konstant angesehen wird, steigt sie mit zunehmendem Strom leicht an, was die höhere Spannung geringfügig kompensiert.

In Wirklichkeit würde die Gesamtleistung etwa 500 mW betragen, wobei die 10 LEDs nur 300 mW und der Ballastwiderstand 200 mW verbrauchen, was akzeptable Werte sind

Wie an anderer Stelle erwähnt, wäre die nächsteinfachste Schaltungskorrektur das Hinzufügen einer einzelnen 1-A-Diode in Reihe, die einen Abfall von 0,6 bis 0,7 V liefert. Dann wären keine Berechnungen nötig.

ein eventuell vorhandener Abgleichwiderstand muss beibehalten werden .

Kürzlich habe ich einen 4,5-V-V.DC-Netz-zu-DC-Wandler für ein paar Pfund (neu) gefunden, der vielleicht die einfachste Lösung von allen ist.

Wow, jeder macht es sich zu kompliziert. USB 5V an eine Diode der 1N400x-Serie in Reihe mit dem LED-Akku ist alles, was Sie brauchen. 90 % der USB-Computeranschlüsse erfordern keine Aufzählung der Leistungsaufnahme, unabhängig von der USB-Standarddokumentation. 99% der USB-Wandladegeräte benötigen es auch nicht, es sei denn, Sie möchten eine hohe Spannung mit einigen neueren Schnellladegeräten. Einige USB-Versorgungen liegen bei 5,2 bis 5,3 Volt, was einen Durchlassspannungsabfall von 0,7 V bei Siliziumdioden ideal macht. Bei 5V wäre es knapp ideal.

Ich habe das hundertmal mit 2x und 3x LED-Packs gemacht.

Um die aktuelle Frage zu beantworten, zieht die Last es. Der Widerstand begrenzt den Strom bereits, eine weitere Strombegrenzung ist nicht erforderlich.

Die Leuchten sind parallel geschaltet (nicht in Reihe)

Bist du dir da sicher? Weiße LEDs haben typischerweise eine Durchlassspannung in der Nähe von 3,6 V, also würden drei von ihnen in Reihe 10,8 V betragen. Es gäbe keine Möglichkeit, die LEDs in Vorwärtsrichtung vorzuspannen und sie mit den etwa 4,5 V, die von den Batterien verfügbar sind, zum Leuchten zu bringen.

Es ist möglich, dass die LEDs von einem Aufwärtswandler gespeist werden, aber ich bezweifle es, da es billigere Lösungen gibt, und auf Ihrem Bild sieht dies wie ein Gerät aus, das für niedrige Kosten optimiert ist. Es kann sogar der Fall sein, dass die LEDs trotz guter Praxis ohne einzelne Widerstände parallel geschaltet sind, um die Kosten zu minimieren.

Die etwas höhere Spannung eines USB-Anschlusses schadet jedoch nicht. Eine frische Batterie kann eine Leerlaufspannung von bis zu 1,65 V haben, was Sie auf 5,0 V bringt, wenn Sie auf 2 signifikante Ziffern runden. Im schlimmsten Fall werden die LEDs dadurch nur etwas heller: Sie werden kein Problem haben, bis sie so viel heller sind, dass sie überhitzen.

Was sich zwischen USB und Batterien unterscheidet, ist der Innenwiderstand. Die Spannung an einer Batterie nimmt merklich ab, wenn sie Strom liefert, während die USB-Spannung reguliert wird und nur sehr wenig abfällt, wenn die Stromaufnahme innerhalb der Spezifikationen liegt. Wenn Sie sehen möchten, wie sich dies auf die Dinge auswirken könnte, versuchen Sie, es mit einem variablen Widerstand in Reihe zu schalten. Beginnen Sie mit vielleicht 1.000 Ohm (ähnlich einer sehr leeren Batterie) und drehen Sie ihn auf 0 herunter. Beobachten Sie die Helligkeit der LEDs sowie die Spannung an ihnen. Es wird lehrreich sein, wenn nicht notwendig.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Wird der Strom aus einer normalen USB-Steckdose (z. B. von einem Telefonladegerät, 0,8-1,2 Ampere) zu hoch sein?

Nein, aus zwei Gründen.

Erstens ist die aktuelle Bewertung maximal . Zweitens erfordert das Erhalten von Hochstrom von USB mehr als nur das Anschließen einer gewöhnlichen Last daran.