Hallo,
für mein Positionierungsprojekt im Freien benötige ich mehrere IR-Sender.
Ich verwende 17 Stück gleichzeitig sendende TSAL6200 mit 38 MHZ und 940nm.
Damit kann ich einen Halbkreis abdecken.
Die erforderliche Sendestärke habe ich durch Versuche ermittelt.
Zwischen den einzelnen irsend.sendSony() mache ich 40ms Pause.
Dafür habe ich einen Anfängerschaltplan erstellt.
Geht das so ?
Welchen Widerstand R1 muß ich verwenden ?
Die Spannung von 24 V wird mit meinem Gleichstrom-Netzteil wegen langer Leitungswege am Ort der LEDs kaum erreicht.
Für R1 nimm 470Ω. Allerdings ist der Transistor „nur“ für einen Kollektorstrom von 800mA DC ausgelegt. Das erscheint mir etwas knapp bei den 17 Dioden in Reihe.
Durchflussspannung ist stark abhängig von der Temperatur und dem Durchfliesenden Strom.
Mehr Temperatur -> geringere Durchflussspannung -> dadurch mehr Strom -> dadurch mehr Wärme -> dadurch weniger Durchflussspannung -> dadurch mehr Strom usw.
Einzige Begrenzung, der Widerstand deines langen Kupferkabel.
Ich verstehe wegen elektronischer Unkenntnis zwar nicht, warum ich eine IR-Diode durch einen Widerstand ersetzen muss, aber gut.
Wie groß müsste dieser Widerstand sein ?
Zu beachten wäre dabei noch, dass die Entfernung zwischen Netzteil und den Baken von 1 m bis 50 m beträgt ! Als Kabel liegt ein Fernmeldeaußenkabel 4x0,8mm (0,64mm²) im Boden.
Es sind niemals mehr als 4 Baken gleichzeitig in Betrieb.
Muss der Widerstand entsprechend der Entfernung unterschiedlich sein ?
Am einfachsten wäre es natürlich alles einheitlich zu machen... ?
Im Eröffnungsposting sprichst Du von 17 LEDs gleichzeitig. Der Plan zeigt ein Netzteil. Nun sprichst Du von vier Baken und einem Netzteil. Was heißt denn das?
Es geht um die Positionierung eines selbstfahrenden Fahrzeuges im Freien.
Es gibt viele Baken, ca. 25 oder mehr. Davon sind max. 4 Baken gleichzeitig aktiv. Jede hat einen Arduino mit unabhängigem Senderhythmus. Alle sind an ein gemeinsames Netzteil angeschlossen.
Auf jeder Bake sind 34 mögliche LED-Positionen. Gleichzeitig werden 17 LEDs betrieben. Das ergibt sich aus den 24V des Netzteiles. Die Gruppen kann ich mir frei einteilen, da ich immer nur einen Sektor und nicht den Vollkreis abdecke.
Ich glaube es wäre hilfreich, wenn du einen Schaltplan erstellst. Notwendigerweise nicht mit allen Baken, dafür aber mit Längenbereichsangaben für die Verkabelun zwischen den einzelnen Baugruppen (Netzteil, Bake, LEDs).
Außerdem, als Übung, trage die erwarteten Ströme ein (was schwierig werden dürfte, da du keinen Vorwiderstand einsetzen möchtest ... insofern bin ich gespannt ...) und die daraus resultierenden Spannungsabfälle entlang den Leitungen.
Das ganze dann bitte als Handskizze o.ä. hier posten. Danke.
Warum eine LED weniger? Naja, wenn durch den Widerstand einigermaßen verlässlich der Strom festgelegt werden soll, muss über ihm eine Spannung abfallen. Und das könnte dich eine LED kosten, da ihr Spannungsbudget (1.4V) zu dem des Widerstandes gewandert ist und damit nicht mehr zur Verfügung steht.
Gelesen und leider nicht schlauer geworden. Daher obige Frage / Aufgabe.
Also bei 17 Leds und einer Vorwärtsspannung von 1,35V berechnet sich der Vorwiderstand nach (24-17*1,35)V / 0,1A ≈ 10Ω.
Der Leitungswiderstand beträgt pro Ader 0,8mm² auf 50m ungefähr 1Ω. Für Hinführung(+) und Rückleitung(-) sind es dann etwa 2Ω. Das macht bei 0,1A etwa 0,2V aus.
Sollten die LEDs mit ihrer Vorwärtsspannung am Maximum von 1,6V liegen, wirst Du die 0,1A nicht erreichen. In dem Fall könnte es nötig sein, den Strang mit weniger LEDs zu betreiben. Da wirst du wohl etwas probieren müssen.
Mit welcher Stromstärke hast Du denn deinen Sendestärketest gemacht? Wie hast Du das getestet? Dabei muss der Vorwärtsstrom doch auch schon eine Rolle gespielt haben.
Evtl. genügen für die gewünschte die Reichweite ja auch schon 50mA.
Man muß ja nicht alle led in Reihe schalten. Man kann auch 2 Stränge machen und jedem ienen Vorwiderstand spendieren und diese paralell an den Transistor schalten.
Bei solch kleinen Vorwiderständen bin ich vorsichtig, da eine relativ kleine Spannungsänderung eine große Stromänderung hervorruft.
Die vorherige Rechnung aufgreifend:
Datenblatt der TSAL6200 https://www.vishay.com/docs/81010/tsal6200.pdf
Uf typisch sind 1,35V bei 100mA.
Bei 17 LED in Reihe sind das 22,95V
Da bleiben bei 24,00V Spannungsversorgung für den Vorwiderstand 1,05V übrig. Bei einem 10,00Ohm Widerstand wären das dann 105mA durch die LED. Alles in Ordnung.
Fällt die Versorgungsspannung durch den Spannungsabfall am Kabel um 0,28V. Da bleiben am Vorwiderstand nur mehr 0,77V übrig und dieser begrenzt jetzt den Strom auf ca 77mA. In der Realität wird der Strom weniger klein ausfallen da bei einem niedrigeren Strom als 100mA die LED auch einen kleinere Durchlaßspannung haben und darum der Spannungsabfall an allen LED nicht mehr 22,95V sein wird sondern kleiner.
Es werden dann Schätzungsweise zwischen 80 und 90 mA sein was einer 10 bis 20% kleinerem Strom entspricht und auch die Sendeweite um diesen Faktor kleiner wird.
Ich würde zu einem DC/DC Spannungswandler raten der neben den LED eine höhere Spannung auf genau 24 V bringt, und so den Spannungsabfall am Kabel anulliert.
Mit der Kabelangabe denke ich, das sind 4 Adern mit 0,8mm Durchmesser?
Dann wäre der Querschnitt pro Ader bei 0,5mm² und bei 50m Läge der Widerstand bei etwa 1,8 Ω. Oder?
Ja, das ist richtig. Das Ergebnis war aber, dass man sehr gute Argumente vorgebracht hatte, mein Grundprinzip zu ändern.
Das ist so nicht richtig. Ich würde schon Vorwiderstände einsetzen. Aber ich weiß nicht wie/warum.
Welche Anzahl LED ich gleichzeitig verwende, da bin ich ganz flexibel.
Was bedeutet jetzt 10Ω ? Soll das ein Vorwiderstand sein wofür/wohin?
Ich habe mit einer Transitorverstärkerschaltung und DC/DC Step-Down-Regler verschiedene Varianten getestet.
Abstand Sender/Empfänger(TSOP4838): 6 m, Die LEDs unmittelbar übereinander.
mit 1 LED Spannung = 1,35 V
mit 2 LED in Reihe Spannung = 2,7 V
mit 4 LED in Reihe Spannung = 5,4 V
Ergebnis: Mit 2 LEDs Reichweite nicht ausreichend.
Mit 4 LED alles gut auch bei grellem Sonnenschein.
Also gehe ich bei weiteren Test von ca. 300mA.
IR muss aber in einem Teilsegment eines Kreises senden.
Die Baken sind 50mm Rohre mit in 2 Ebenen(Abstand 10mm) angeordneten je 18 LED-Positionen/Ebene. Davon kann ich nur so viel gleichzeitig betreiben/bestücken (mehr ist auch nicht notwendig) was die Spannung meines Netzteiles(24V) an der konkreten Stelle liefert. Außerdem erfolgt über einen Step-Down-Regler die Versorgung des Arduino.
