Modellbaubeleuchtung auf 6 oder 12V, parallel oder einzeln?

[Jacky01]

Und weiter geht es mit einer Frage zur Modellbaubeleuchtung:

Ich baue grade den Millennium Falke als 1:1 Modell. Hier kommen einige vom Hersteller vorgesehene LEDs hinein, die komplett verkabelt mit Steckern und einer entsprechenden Verteiler-Platine sowie der passenden Batterie Stromversorgung geliefert werden.

Das möchte ich aber gerne um ca. 40-50 LEDs erweitern. Hier sollen 2, 3 und 5mm LEDs zum Einsatz kommen, normale mit 1,8-3,3 Volt je nach Farbe und 20mA.

Ich wollte eigentlich den ganzen Falken, mit allen Lämpchen und 2 kleinen Motörchen (drehbare Radarschüssel und Rampenmotor) komplett über ein Regelbares Stecker-Netzteil auf 5 oder 6V laufen lassen.
Nun habe ich aber bereits zwei Zusatz-Platinen aus dem Modellbahn Bereich für Blinklichter, die 7-14V brauchen. Ein kurzes LED Lichtband für die Antriebssimulation mit 12V kommt auch noch hinzu.
Jetzt wollte ich das "Goodbay Unniversal-Netzteil" mit 2,25A als einzige Stromversorgung mit 12V einsetzen:

https://www.amazon.de/gp/product/B075MVGGHQ/ref=oh_aui_detailpage_o00_s00?ie=UTF8&psc=1

Dann die ganzen 7-14V Verbraucher direkt an das Netzteil anklemmen und von einem Abzweig über einen "Step Down Regler" die 5-6 Volt auf die Platine des Herstellers legen.

Als Regler dachte ich mir den hier:

https://www.amazon.de/gp/product/B07CKPMCFW/ref=ox_sc_act_title_1?smid=A2G7NBPW3ZAQME&psc=1

Ob die 5V reichen, oder ob die Hersteller-Platine zwingend 6Volt braucht kläre ich grade ab. Der Batteriekasten fasst 4x AA... .



Wie gehe ich jetzt mit den Zusatz LEDs am besten vor

1.) Die LEDs in Dreiergruppen (in Reihe) mit einem für 12V passenden Widerstand zusammenfassen?
oder
2.) Jede einzelne LED mit einem eigenen Vorwiderstand (parallel) versehen und an die 12V des Netzteiles klemmen?
oder
3.) Lege ich die Zusatzbeleuchtung besser für 5/6Volt aus und mache 2er Gruppen die ich dann nach dem Step Down Regler anschließe?
oder
4.) Jede LED einzeln mit einem Vorwiderstand für 5/6V und nach dem Step Down Regler angeschlossen?

Der Kabelaufwand ist der gleiche, ein paar Widerstände brauche ich mehr oder weniger. Die Frage ist nur, was ist "besser" 6 oder 12Volt Versorgung?

Danke
Jacky

[Borax]

...Die LEDs in Dreiergruppen (in Reihe) mit einem für 12V passenden Widerstand zusammenfassen?

Das wäre die übliche (und meist beste) Variante. Nur wenn die Aufteilung in Dreiergruppen nicht/schlecht geht (z.B. weil die LEDs mechanisch immer paarweise betrieben werden sollen), dann einzeln (oder auch mit Zweiergruppen) aber einzeln besser mit 5V, weil sonst zu viel Strom 'sinnlos' verbraten wird.

[Jacky01]

OK, danke Borax. So werde ich das machen, wenn ich selber löte.



Wenn ich allerdings zu faul bin, bzw. kostenmäßig ähnlich hoch lande wie das Set, wäre das meine erste Wahl:
Es gibt im Zubehörbereich ein vorgefertigtes Lichterset das die Schaltung auf dem letzten Bild hat. Den Widerstandswert habe ich errechnet, keine Ahnung was dort tatsächlich verbaut ist. Die drei Bilder der Kabel sind von Chris Holland, dem Hersteller des kompletten Satzes.

Funktioniert das so???

Ich denke, dass die hinteren LEDs immer dunkler werden oder nicht? Ich weiß, dass dieses Set hundertfach verkauft und eingebaut wurde, also muss es ja so gehen.

Dann könnte ich das doch auch so basteln, oder spricht da etwas dagegen?

Danke
Jacky

[Borax]

...Funktioniert das so???
Klar. Warum nicht?

...Ich denke, dass die hinteren LEDs immer dunkler werden oder nicht?
Nein. Bei den (relativ) kurzen dicken Kabeln kannst Du den Leitungswiderstand vernachlässigen. Die leuchten alle gleich hell.

...Dann könnte ich das doch auch so basteln, oder spricht da etwas dagegen?
Nein. Da spricht (fast) nichts dagegen. Der Energieverbrauch ist etwas größer als bei Dreierketten an 12V. Aber wenn es verkabelungstechnisch einfacher ist, würde ich auch eine Parallelverkabelung verwenden.

... ein 150 Ohm Widerstand...
Nein. Die LEDs sind ja alle parallel. Bei 11 Stück und 20mA pro Stück sind das 220mA. Das ergibt bei einer Betriebsspannung von 6V und einer Flussspannung von 3.2V einen Widerstand von 12,7 Ohm. Sehr wahrscheinlich werden die LEDs aber nicht mit 20mA betrieben sondern mit wesentlich weniger Strom. Also eher ein 22 Ohm oder noch größerer Widerstand...

[dieterr]

Mit deinem errechneten Widerstand hast du ~1,6 mA pro LED. Reicht dir das? Oben steht was von 20mA.

Die 18mA durch den Widerstand teilt sich gleichmäßig auf alle LEDs auf. Sofern die LEDs gleich sind.

[Jacky01]

dieterr hat geschrieben:
> Mit deinem errechneten Widerstand hast du ~1,6 mA pro LED. Reicht dir das?
> Oben steht was von 20mA.
>
> Die 18mA durch den Widerstand teilt sich gleichmäßig auf alle LEDs auf.
> Sofern die LEDs gleich sind.

Irgendwann habe ich grade unterwegs den Faden verloren:
OK, bei parallel geschalteten LEDs summieren sich die Ampere. Soweit klar.
Dann muss der Widerstand natürlich an das 11 Fache angepasst werden. Auch klar.
Bei 11 LEDs (lt. Beispiel 3,2V 20mA) dann natürlich: 2,8V zu "vernichten" : 0,22A = 12,7Ohm. Auch das ist klar.

ABER: Was meinst du jetzt mit 1,6mA je LED dieterr??? Die "umgekehrt" Rechnung sagt mir noch gar nichts... .

[dieterr]

Die Rechnung um den Widerstand anhand des Stroms über die einzelnen LEDs zu berechnen scheint klar.

Umgekehrte Rechnung: 6V - 3,2V Spannung über den LEDs macht 2,8V Restspannung / 150 Ohm gibt einen max. Strom von 18,6mA über den Widerstand. Der teilt sich jetzt auf 11 LEDs auf (geteilt durch 11) = 1,6mA

Aber mein Text hat sich wohl mit Borax überschnitten, ich tippe nicht so schnell.

[Jacky01]

Danke für die Erklärung. Ja, die Widerstandsberechnung habe ich verstanden.


Zwei Kleinigkeiten noch:

Nimmst du zur Berechnung der Ampere je LED die "zu vernichtenden" 2,8V oder die 3,2V die für die LEDs übrig bleiben? Eigentlich doch die 3,2V die nach dem Widerstand zu den LEDs gehen??

Deiner Rechnung nach:

2,8V "zu vernichtende Spannung"
geteilt durch 150 Ohm
= 0,0187 A
geteilt durch 11 LEDs
= 0,0017 A oder auch 1,7mA = zu wenig.

Ändere ich jetzt den Widerstand in den von Borax errechneten Wert um 22 Ohm, sieht das Ganze dann so aus:

2,8V "zu vernichtende Spannung"
geteilt durch 22 Ohm
= 0,127 A
geteilt durch 11 LEDs
= 0,0116 A oder auch 11,6mA

Das sieht besser aus. Nochmal, nimmst du die verbleibende oder die zu vernichtende Spannung zur Berechnung? Also die 3,2V oder die 2,8V?

[dieterr]

Nur die 2,8V fallen über dem Widerstand ab und bestimmen damit den Strom

[Borax]

Wobei das so nur eine 'grobe' Rechnung ist. Bei weniger als 2 mA brauchen die LEDs keine 3.2V mehr sondern eher nur noch 3.0V oder sogar noch weniger. Dann wird der Strom ein wenig höher, aber nicht viel (ca. 1.8mA pro LED).