LED-belysning för växter

[arvidb]

rogerk8: För effektutvecklingen i en linjär, resistiv last är spänningens RMS-värde det som är intressant, ja. Men inte för en lysdiod! Eftersom lysdiodens spänningsfall är mer eller mindre konstant (och strömmen genom den alltså väldigt icke-linjär) så är det strömmen du måste titta på - och inte då strömmen i kvadrat (RMS-värdet av strömmen), utan integralen av strömmen, för att se totala ljusutbytet under en AC-period.

HUGGBÄVERNs diagram är alldeles utmärkt för att jämföra en lysdiod som drivs av DC jämfört med en som drivs av AC på det sätt du tänker dig. Det är väl inte så svårt att se att lysdioden bara är tänd när AC-kurvan går högre än Vf [edit: och bara når maximal ljusstyrka momentant när kurvan når toppen]? Och att den istället skulle vara tänd hela tiden [edit: och med maximal ljusstyrka] med DC.

[Spisblinkaren]

Okej, detta var kanske lite overkill men jag tyckte att det verkade kul att räkna på detta.

Givet att du använder ett motstånd med värde R och sedan fyra parallella set om en röd och en blå i serie, och givet att strömmen fördelas precis jämnt mellan de parallella seten (vilket givetvis inte stämmer), så får jag det till att du behöver R = 91 Ω för att hamna på 30 mA i toppström per set. RMS-strömmen är då knappt 14 mA.

Med R = 68 Ω får jag en toppström på 39 mA (RMS 18 mA).

Men inte omöjligt att jag räknat fel. Jag använde en linjär approximation av diodströmmen vs spänning, matchad till databladens grafer så gott jag kunde. Här är octave-scriptet som jag använde:

Men RMS-värdet är kanske inte så intressant. Den ifyllda ytan i plotten borde motsvara ljuset du får ut. Jämför det med hela ytan under 0,03 A, vilket är ljusutbytet du skulle kunna få med samma dioder på DC.

Sinuskurvan är alltså din 12 VAC; ifyllda kurvan är diodströmmen, och den sista kurvan är Vf för den blåa dioden:

AC_leds.png

Tänk vad tråkigt det hade varit om jag bara kört DC

Jag gillar ditt engagemang!

E Kafeman skulle nog hållit med dig men jag säger att AMR är överdrivna (av säkerhetskäl).

Mina dioder sägs tåla 30mA rms och det kan man väl ändå försöka hålla men peakströmmen sägs samtidigt vara 70mA med 10%d-c för mina blåa, jag tar inte det så allvarligt och tycker peakströmmen kan få vara 60mA 50% d-c.

Jag är inte ett dugg orolig för peakström, det är bara att titta på typ 1N4007 som tål 1A rms, peakangivelsen för den i datablad närmar sig 10A.

En annan sak jag inte oroar mig för i överdrivna datablad (märk att tillverkarna måste kunna garantera funktion under flertalet olika villkor och därmed också med marginal, naturligtvis) är backspänningen hos LED, jag har sagt det tidigare men jag har en grön standard-LED som har utsatts för 160V 25Hz i backriktningen i fem år och fortfarande funkar, märk att databladen typiskt rekommenderar max 5V

Ligger jag bara hyfsat nära 30mA rms så ser jag inga problem.

Förutom att min totala (ljus)effekt INNAN verkningsgrad bara kommer ligga runt 1W för samtliga LED-sets

Jämför det med mina tidigare 2% (siffran fådd i denna tråd) av 30W Halogen-lampor.

Fasen, det blir ju bara 0,6W

Vet förresten inte om jag klargjort det men såhär kommer jag göra (för krukorna står nära balkongfönstret så min LED-belysning kommer bara bli en hjälp-belysning i enlighet med den Chalmerska rapporten):

Fyra set a' blå+röd 3mm LED åt samma håll, efter fjärde set kastar jag om polerna men monterar resterande fyra set åt samma håll, detta gör det enkelt att gå över till DC om jag skulle irritera mig för mycket på blinkandet samtidigt som 25Hz är nära den frekvens man nätt och jämt kan se som blinkandes.

MVH/Roger

[E Kafeman]

>Vem f-n har sagt att jag inte fattar att lysdioden inte kan vara tänd och släckt samtidigt?
Nej jag behöver nog inte påtala något alls, du sköter det själv väldigt väl.

>Du tar mig för en större idiot än jag är!
Nej.

> LEDsen kommer blinka med 25Hz
Och detta trots att du tidigare i denna tråd fått det påtalat.

>"Nu får du läsa på"
Hemskt vad det ekar härinne. Var det riktat till dej själv?
Det kan ju vara bra att slippa sprida kunskapens mörker.


>Tack ska du ha, det ska jag komma ihåg!
Ja du är riktigt i ditt esse i att kasta paj i ansiktet på dej själv i kväll.

>spänningskurvan med Vf stämmer fortfarande inte,
Jodå.
>spänningen måste ju liksom vara större än Vf för att det skall kunna flyta nån ström,
Jo så är det.

>varför har du så svårt att fatta det?
Det är det här med ekot, ekot härinne... Vad du än tror, jag löser större problem när jag knyter skosnören, men jag har aldrig någonsin, aldrig, trott att en lysdiod kan blinka med 25Hz matad med 50Hz.

>Vem f-n har sagt att jag inte fattar
Jo det är definitivt ekot.

[Spisblinkaren]

rogerk8: För effektutvecklingen i en linjär, resistiv last är spänningens RMS-värde det som är intressant, ja. Men inte för en lysdiod! Eftersom lysdiodens spänningsfall är mer eller mindre konstant (och strömmen genom den alltså väldigt icke-linjär) så är det strömmen du måste titta på - och inte då strömmen i kvadrat (RMS-värdet av strömmen), utan integralen av strömmen, för att se totala ljusutbytet under en AC-period.

HUGGBÄVERNs diagram är alldeles utmärkt för att jämföra en lysdiod som drivs av DC jämfört med en som drivs av AC på det sätt du tänker dig. Det är väl inte så svårt att se att lysdioden bara är tänd när AC-kurvan går högre än Vf [edit: och bara når maximal ljusstyrka momentant när kurvan når toppen]? Och att den istället skulle vara tänd hela tiden [edit: och med maximal ljusstyrka] med DC.

Vi diskuterar lite...

Njae, jag tror inte du har rätt.

För vad är ström?

Vad är spänning?

Hur mäter du dom?

Strömmen genom ett motstånd har samma "problematik" som strömmen genom en LED.

Om du driver motståndet eller lysdioden med DC så är det ju enkelt att sätta Idc=Irms.

Men när du driver strömmen med en pulsform som i detta fallet är det inte lika enkelt för det är fortfarande rms som är det enda intressanta för det är det som ÄR ström!

HB's figur är per definition missvisande för den visar bara vad som händer i teorin.

De gula områdena i HB's graf visar visserligen att här tänds dioden MEN det är effektivvärdet av strömmen som ger effekten för det är ALLTID effektivvärdet av strömmen som ger effekten, man kan se det som att dom där små gula fälten är försvinnande små MEN i praktiken är dom större NÄR man väljer att driva nåt såsom en LED.

Och då blir effektivvärdet lika stort som det rena DC som skulle gå genom en LED för att ge samma ljusstyrka.

Figuren är således överdrivet teoretisk ty den är bara principiellt riktig.

MVH/Roger

[HUGGBÄVERN]

HB's figur är per definition missvisande för den visar bara vad som händer i teorin.

Det där får du utveckla. Ytorna du ser är ju dina integraler.

[Spisblinkaren]

>Du tar mig för en större idiot än jag är!
Nej.

Tack!

>varför har du så svårt att fatta det?
Det är det här med ekot, ekot härinne... Vad du än tror, jag löser större problem när jag knyter skosnören, men jag har aldrig någonsin, aldrig, trott att en lysdiod kan blinka med 25Hz matad med 50Hz.

Ta mig fan om du inte har rätt, kladdade lite på ett papper precis. Hur dum får man bli?
Fördelen då med antiparallella dioder kan kanske vara ingen DC genom trafon (och lite högre effektivitet)?

MHV/Roger

[Spisblinkaren]

HB's figur är per definition missvisande för den visar bara vad som händer i teorin.

Det där får du utveckla. Ytorna du ser är ju dina integraler.

Jo, men du har gjort dom gula ytorna onödigt små, de gula ytorna skall ju representera rms typ.

Man kan inte jämföra äpplen och päron.

MVH/Roger

[arvidb]

För vad är ström?

Vad är spänning?

Hur mäter du dom?

Strömmen genom ett motstånd har samma "problematik" som strömmen genom en LED.

Om du driver motståndet eller lysdioden med DC så är det ju enkelt att sätta Idc=Irms.

Men när du driver strömmen med en pulsform som i detta fallet är det inte lika enkelt för det är fortfarande rms som är det enda intressanta för det är det som ÄR ström!

Att du kan använda RMS-värde av ström eller spänning för att få effektutvecklingen i en resistor beror på att P = U^2/R = I^2*R i en resistiv last - den är alltså proportionerlig mot kvadraten av spänning och ström. Detta samband finns överhuvudtaget inte alls i en (lys)diod. Effektutvecklingen i en diod är P = I*Vf. Effekten är alltså linjärt beroende av strömmen. Så RMS, som ju innebär att summera kvadrater, blir fel här!

Ofta mäter man ju ström genom att mäta spänningen över en resistor enligt Ohms lag: I = U/R. Detta går ju inte alls över en diod eftersom spänningen inte ändras linjärt med strömmen!

Så detta med att "rms är ström" får du glömma för det är rent nonsens. (Sagt i all välmening.)

HUGGBÄVERNs diagram visar vad som faktiskt händer, det är inte på något sätt "överdrivet teoretiskt".

[HUGGBÄVERN]

HB's figur är per definition missvisande för den visar bara vad som händer i teorin.

Det där får du utveckla. Ytorna du ser är ju dina integraler.

Jo, men du har gjort dom gula ytorna onödigt små, de gula ytorna skall ju representera rms typ.

Man kan inte jämföra äpplen och päron.

MVH/Roger

De gula ytorna har jag inte rört; de har varit med hela tiden. Diagrammet har tiden på X-axeln och borde egentligen visa strömmen på Y-axeln. Hur som helst, det är ju först när AC-spänningen överstiger Vf som lysdioden tänds.
Vill man integrera, borde man integrera map stömmen, eftersom ju spänningen är konstant - Vf.

[ie]

För enkelhetens skull är det mycket lättare att se det som en PWM-signal, dvs fyrkantavåg. Enligt bilden är pulsbredden (bredden på gula fältet) ca 25% av periodtiden.

Låt säga att du driver lysdioden med maximal 30mA under den tiden blir medelströmmen 30mA x 25% = 7,5mA. Denna är också proportionell mot avgiven effekt Vf x 30mA x 25%. Genom att dubbla dioderna får du naturligtvis dubbla genomsnittsströmen och effekten (oavsett om de sitter parallellt eller antiparallellt, det senare dock att föredra).

I DC kan du driva lysdioden med 20mA kontinuerligt, dvs Vf x 20mA x 100%. Du får mao ca 33% högre effekt på halva antalet dioder eller 67% högre med samma antal dioder.

/Ingvar

[Spisblinkaren]

Jag är inte riktigt säker på dina numeriska värden men det är intressant och jag tackar för det!

Dock är jag lite insnöad på att ström/spänning ALLTID är rms.

Dvs OAVSETT pulsfprm så är till exempel "Batteri-DC" samma som Urms.

Med andra ord kan man inte riktigt resonera som du gör för du gör samma fel som Huggbävern dvs att ni tycks tro (inget nedvärderande) att man kan jämföra Batteri-DC med en kurvform som ger rms och att det skulle vara nån skillnad vad beträffar effektivitet.

Jag vill hävda att så inte är fallet ty signaler som har mycket knepig kurvform säg 10% med 10V och resterande med 1V (kallas också hög Crest Factor) deras rms är lika mycket "värda" som Batteri-DC.

Ett enda problem finns här, som du säkert ser, och det är att potentialskillnaden peak-rms kan bli väldigt stor, dock är den inte överdrivet stor hos rena sinus ty de mäts som likriktat medelvärde PLUS 11% för att få rms, ren sinus är således enda gången ett enkelt DVM/AVM mäter rätt!

Potentialavståndet peak-rms för en ren sinus (eller fullvågslikriktad sinus) är sedan 41% (ty u_rms=A/sqrt(2) där A är amplituden och därmed toppvärdet) som du säker vet, för halvvågslikriktad sinus är sedan potentialavståndet 100% (ty u_rms=A/2).

Detta är det enda som kan ställa till det vid användande av kurvformer andra än Batteri-DC (jag säger Batteri-DC för DC är en lurig benämning ty den säger bara likriktat medelvärde och det är ärligt talat ett värde som är näst intill värdelöst!)

RMS och/vs peak är det enda intressanta när det gäller ström och spänning!

MVH/Roger
PS
Effektiviteten blir inte ett dugg sämre för att man kör med AC, det enda som kan hända är att det blinkar men i mitt fall har ju E Kafeman äntligen lyckats lära mig att en LED som matas med 50Hz blinkar med 50Hz. Att den satt så långt inne? Fast jag blandade ihop det med att helvågslikriktad 50Hz blir 100Hz pulserande DC. Sen måste man se rms/batteri till vad det är för OM en godtycklig vågform skall kunna ge en utsignal motsvarnade ett batteri så MÅSTE dess peak-nivå vara högre än batteriets nivå och det är bara så man kan jämföra äpplen och päron. Arean under kurvan måste alltså få en chans att bli lika stor som batteriet. Är den det så är det helt egalt vad som används som drivande källa/kurvform. Slutligen missade jag Kirchoffs strömlag ovan för jag tänkte lite för mycket ty det är ju helt klart att strömmarna ut ur en nod är lika med strömmarna in. 124mA totström gäller. Att U eller I ALLTID mäts i rms gäller också

[HUGGBÄVERN]

Nu feltolkar du mig. Om vi låter diagrammen få illustrera strömmen genom lysdioden och integrerar den strömmen, skapar produkten med spänningen, Vf, får en sorts effekt vilken lysdioden nyttjar för att sända ut ljus. Eftersom Vf är konstant har jag bara att titta på strömkurvan och ser att den del av diagrammet dör ström flyter genom dioden och jämför med den del av diagrammet då en likström kan flyta får vi förhållanden som visar på att en AC-matad lysdiod bara lyser 25-35% av vad en DC-matad lysdiod lyser.

Jag tittar bara på diagrammen alltså verkligheten. Har du en annan åsikt får du gärna visa det.

[Spisblinkaren]

Jag har precis skrivit min åsikt men du tycks skita i den, förmodligen för att du inte förstår.

Tycker du skall läsa på om RMS för du verkar inte förstå att det det inte spelar nån roll hur eller när saker leder, du kan liksom inte se rms genom att bara titta bara på kurvformerna, du måste räkna på det för det är BARA uppvärmningseffekten (rms) som spelar roll samtidigt som du inte ens integrerar areamässigt för du integrerar det kvadratiska medelvärdet av spänningen/strömmen, detta är således inte samma som ""arean under kurvan".

Nu säger jag inte det en gång till.

MVH/Roger
PS
Precis alla data du ser i alla datablad anger egentligen rms men man skriver inte ut det förmodligen för att det blir för "kladdigt".

[arvidb]

rogerk8, låt mig ställa tre ganska enkla frågor:

1) Vad blir effektutvecklingen i en resistor som kopplas till en sinusformad växelspänning på 1 V RMS?
2) Vad blir effektutvecklingen i en diod med Vf = 1.5 V som kopplas till samma spänning?
3) Blir effektutvecklingen annorlunda i samma diod (Vf = 1.5 V) om den kopplas till en trekantsformad spänning med samma RMS-värde (1 V RMS trekant => toppvärde = sqrt(3))?

Efter att ha svarat på dessa frågor, tycker du fortfarande att RMS-spänningen säger något om effektutvecklingen oavsett "hur eller när saker leder"?

[HUGGBÄVERN]

Jag försökte mig på att, för skojs skull, integrera fram något slags värde på effekten som kommer lysdioden och tomatplantorna tillgodo men noterar att det är en hel del uppgifter som krävs. För det första kan man bara räknar på strömmar genom dioden då spänningen överstiger Vf, och då måste man veta matningsspänning och strömbegränsningsmotståndet.
En stor matningsspänning gör att man kommer snabbare över Vf och alltså lysdioden lyser mer än ommatningsspänningen är låg.
Oavsett vad kan ju lysdioden lysa inte mer än knappt en halvperiod, men en DC-kopplad lysdiod lyser över båda halvperioderna och då räknar vi med att vi har en ström begränsad av seriemotståndet och denna ström kan vi ju kalla Imax och låta den vara 30mA.
Det spelar ju ingen större roll om vi räknar med RMS, Avg eller Imax. Vi ser ju ändå att en AC-kopplad lysdiod ger mindre ljus än en DC-kopplad.

"Utom tävlan" finns det en viss vits att slänga in två komponenter till - en likriktarbrygga och en filterkonding. Nu ska ju inte blomsterbelysaren ut på marknaden, men OM den skulle säljas som en konsumentprodukt skulle man kunna koppla in den hur man ville. Bryggan skulle ju alltid se till att spänningen "vändes rätt".

Nu har det diskuterats nog. Löd ihop lite belysningar och testa . Belys hälften av din plantor med lysdiodsutrustningen och låt hälften klara sig med det lilla ljus vintersolen bjuder på och se om det blir någon skillnad!