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Warum sterben meine LED?

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  Warum sterben meine LED? Frank Scheffski <usenet@alles-moppelkotze.de> - 2024-03-08 21:36 +0100
    Re: Warum sterben meine LED? Helmut Schellong <var@schellong.biz> - 2024-03-08 22:08 +0100
      Re: Warum sterben meine LED? Frank Scheffski <usenet@alles-moppelkotze.de> - 2024-03-09 09:17 +0100
    Re: Warum sterben meine LED? olaf <olaf@criseis.ruhr.de> - 2024-03-09 06:44 +0100
      Re: Warum sterben meine LED? Frank Scheffski <usenet@alles-moppelkotze.de> - 2024-03-09 09:08 +0100
        Re: Warum sterben meine LED? Marcel Mueller <news.5.maazl@spamgourmet.org> - 2024-03-09 09:31 +0100
          Re: Warum sterben meine LED? Frank Scheffski <usenet@alles-moppelkotze.de> - 2024-03-11 10:02 +0100
            Re: Warum sterben meine LED? Helmut Schellong <var@schellong.biz> - 2024-03-11 15:03 +0100
              Re: Warum sterben meine LED? Frank Scheffski <usenet@alles-moppelkotze.de> - 2024-03-11 20:25 +0100
                Re: Warum sterben meine LED? Helmut Schellong <var@schellong.biz> - 2024-03-11 22:17 +0100
                  Re: Warum sterben meine LED? Frank Scheffski <usenet@alles-moppelkotze.de> - 2024-03-11 22:51 +0100
                    Re: Warum sterben meine LED? Helmut Schellong <var@schellong.biz> - 2024-03-12 17:24 +0100
                  Re: Warum sterben meine LED? Marte Schwarz <marte.schwarz@gmx.de> - 2024-03-12 07:57 +0100
                    Re: Warum sterben meine LED? Helmut Schellong <var@schellong.biz> - 2024-03-12 18:13 +0100
                Re: Warum sterben meine LED? Volker Bartheld <news2024@bartheld.net> - 2024-03-12 10:55 +0100
                  Re: Warum sterben meine LED? Marte Schwarz <marte.schwarz@gmx.de> - 2024-03-12 11:42 +0100
                    Re: Warum sterben meine LED? Volker Bartheld <news2024@bartheld.net> - 2024-03-12 12:15 +0100
                    Re: Warum sterben meine LED? Christian Weisgerber <naddy@mips.inka.de> - 2024-03-12 13:41 +0000
                  Re: Warum sterben meine LED? Heinz Schmitz <sch@example.invalid> - 2024-03-12 12:02 +0100
                    Re: Warum sterben meine LED? Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2024-03-13 22:54 +0100
                  Re: Warum sterben meine LED? Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2024-03-12 12:34 +0100
                    Re: Warum sterben meine LED? Volker Bartheld <news2024@bartheld.net> - 2024-03-12 14:14 +0100
                      Re: Warum sterben meine LED? Helmut Schellong <var@schellong.biz> - 2024-03-12 21:47 +0100
                      Re: Warum sterben meine LED? Marte Schwarz <marte.schwarz@gmx.de> - 2024-03-13 07:55 +0100
                        Re: Warum sterben meine LED? Volker Bartheld <news2024@bartheld.net> - 2024-03-13 09:33 +0100
                          Re: Warum sterben meine LED? Marte Schwarz <marte.schwarz@gmx.de> - 2024-03-13 12:07 +0100
                            Re: Warum sterben meine LED? Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2024-03-13 23:00 +0100
                          Re: Warum sterben meine LED? Helmut Schellong <var@schellong.biz> - 2024-03-13 19:16 +0100
                          Re: Warum sterben meine LED? Sieghard Schicktanz <Sieghard.Schicktanz@SchS.de> - 2024-03-13 22:20 +0100
                        Re: Warum sterben meine LED? Joerg Niggemeyer <joerg.niggemeyer@nucon.de> - 2024-03-13 12:16 +0100
                        Re: Warum sterben meine LED? Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2024-03-13 16:48 +0100
                      Re: Warum sterben meine LED? Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2024-03-13 16:35 +0100
                        Re: Warum sterben meine LED? Volker Bartheld <news2024@bartheld.net> - 2024-03-13 19:33 +0100
                    Re: Warum sterben meine LED? Joerg Niggemeyer <joerg.niggemeyer@nucon.de> - 2024-03-12 21:03 +0100
                      Re: Warum sterben meine LED? Helmut Schellong <var@schellong.biz> - 2024-03-12 23:06 +0100
                  Re: Warum sterben meine LED? Helmut Schellong <var@schellong.biz> - 2024-03-12 19:02 +0100
                  Re: Warum sterben meine LED? Frank Scheffski <usenet@alles-moppelkotze.de> - 2024-03-13 11:29 +0100
                    Re: Warum sterben meine LED? Axel Berger <Spam@Berger-Odenthal.De> - 2024-03-13 14:30 +0100
                      Re: Warum sterben meine LED? Frank Scheffski <usenet@alles-moppelkotze.de> - 2024-03-13 18:37 +0100
                    Re: Warum sterben meine LED? Volker Bartheld <news2024@bartheld.net> - 2024-03-13 19:29 +0100
                      Re: Warum sterben meine LED? Helmut Schellong <var@schellong.biz> - 2024-03-15 14:11 +0100
                        Re: Warum sterben meine LED? olaf <olaf@criseis.ruhr.de> - 2024-03-15 18:34 +0100
                          Re: Warum sterben meine LED? Helmut Schellong <var@schellong.biz> - 2024-03-15 21:03 +0100
                        Re: Warum sterben meine LED? Frank Scheffski <usenet@alles-moppelkotze.de> - 2024-03-15 18:49 +0100
                          Re: Warum sterben meine LED? Axel Berger <Spam@Berger-Odenthal.De> - 2024-03-15 22:11 +0100
    Re: Warum sterben meine LED? Helmut Wabnig <hwabnig@.- --- -.dotat> - 2024-03-09 08:09 +0100
      Re: Warum sterben meine LED? Frank Scheffski <usenet@alles-moppelkotze.de> - 2024-03-09 09:10 +0100
      Re: Warum sterben meine LED? Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2024-03-10 17:09 +0100
        Re: Warum sterben meine LED? Frank Scheffski <usenet@alles-moppelkotze.de> - 2024-03-10 18:31 +0100
          Re: Warum sterben meine LED? Volker Bartheld <news2024@bartheld.net> - 2024-03-10 22:11 +0100
            Re: Warum sterben meine LED? Frank Scheffski <usenet@alles-moppelkotze.de> - 2024-03-11 09:54 +0100
          Re: Warum sterben meine LED? Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2024-03-13 23:21 +0100
    Re: Warum sterben meine LED? Joerg Niggemeyer <joerg.niggemeyer@nucon.de> - 2024-03-10 10:12 +0100
      Re: Warum sterben meine LED? Helmut Schellong <var@schellong.biz> - 2024-03-10 12:04 +0100
      Re: Warum sterben meine LED? Frank Scheffski <usenet@alles-moppelkotze.de> - 2024-03-10 18:28 +0100
        Re: Warum sterben meine LED? Joerg Niggemeyer <joerg.niggemeyer@nucon.de> - 2024-03-11 09:03 +0100
          Re: Warum sterben meine LED? Frank Scheffski <usenet@alles-moppelkotze.de> - 2024-03-11 09:46 +0100
    Re: Warum sterben meine LED? Joerg Niggemeyer <joerg.niggemeyer@nucon.de> - 2024-03-11 09:06 +0100

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#349471

Volker Bartheld schrieb:
> 
> Dann laß sie gucken. Daß man für LEDs Minimalströme vorschreibt, wäre mir
> komplett neu. Aber da ich gerne dazulerne, habe ich mal das neuzeitliche Orakel
> namens ChatGPT befragt. Hier das Chatlog zur gepflegten Degustation:
> 
Auch die elektronische Quasseltante wird wohl die Info irgendwo im Web gefunden haben.

"Komplett neu" wundert mich, da das Thema schon mal hier angeschnitten wurde,
IIRC womöglich sogar von mir. Auch damals habe ich keine faktische Antwort
erhalten, wahrscheinlich gibt es auch keine, da gehe ich ganz mit dir.

Andererseits gibt es Datenblätter:

https://download.luminus.com/datasheets/Luminus_PT-120_Datasheet.pdf

	"Note 1: Product performance and lifetime data is specified at recommended
	forward drive currents. Sustained operation at or near absolute minimum
	currents may result in a reduction of device performance and device lifetime
	compared to recommended foward drive currents."

Definite maybe, wie Prof Rosenstock zu sagen pflegte.
Der zitierte minimum current liegt bei etwa 1% des Nennstroms, beim gezeigten
Typ bei 200 mA, was ja jetzt nicht gerade wenig ist (Nennstrom 25 A).
Ich hab das dann ignoriert und konnte keine Schadwirkung feststellen.

Auch interessant:

	"Note 3: In pulsed operation, rise time from 10 to 90% of forward
	current should be larger than 0.5 microseconds."

Wahrscheinlich will sich der Hersteller gegen so ziemlich alle Garantieforderungen
schützen.
> 
> Klingt für mich immer noch wie Schwurbelei. Aber vielleicht hat ja jemand eine
> Erklärung (mit zitierfähigen Quellen), die ich eher nachvollziehen kann. Ist ja
> schließlich ein elektronisches und eigentlich auch spannendes Thema.
> 
Dem schliesse ich mich an.

-- 
mfg Rolf Bombach

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#349473

On Tue, 2024-03-12 at 12:34 +0100, Rolf Bombach wrote:
> Volker Bartheld schrieb:
> > Daß man für LEDs Minimalströme vorschreibt, wäre mir
> > komplett neu.
> Andererseits gibt es Datenblätter:
> https://download.luminus.com/datasheets/Luminus_PT-120_Datasheet.pdf
> Sustained operation at or near absolute minimum currents may result in a
> reduction of device performance and device lifetime
> compared to recommended foward drive currents."
> Der zitierte minimum current liegt bei etwa 1% des Nennstroms, beim gezeigten
> Typ bei 200 mA, was ja jetzt nicht gerade wenig ist (Nennstrom 25 A).

Krasse Sache! Aus den Durchlaßspannungen schließe ich, daß das keine COB-LEDs
sind, sondern auf dem Kärtchen tatsächlich je eine LED mit 12mm² Abstrahlfläche
sitzt und tatsächlich mit um die 20A Dauerstrom oder 40A im Pulsbetrieb
angesteuert wird. Nicht schlecht, Herr Specht.

Bei so Sportkrams kann ich mir schon vorstellen, daß die LEDs unterhalb von
200mA irgendwann sauer werden. Ist quasi, wie wenn Du Deinen Lamborghini
Revuelto immer nur auf Standgas laufen läßt.

>         "Note 3: In pulsed operation, rise time from 10 to 90% of forward
>         current should be larger than 0.5 microseconds."
> Wahrscheinlich will sich der Hersteller gegen so ziemlich alle
> Garantieforderungen schützen.

Das mußt Du mir jetzt bitte kurz erklären. Weil 500ns schon schnarchig und damit
gängige Kurzzeitanwendungen jenseits der Empfehlung sind? Ist doch schon ganz
ordentlich für Ultrakurzzeitfotografie:
https://td0g.ca/2019/05/14/edgerton-a-high-speed-led-flash-diy/

Und wenn man sich einen 4K-Projektor vorstellt, der mit 100Hz läuft, dann würde
ein Schachbrettmuster aus 4096×2160 Feldern auch keine Flankensteilheit
unterhalb weniger Mikrosekunden erfordern.

Wo liegt mein Denkfehler?

Und was könnte überhaupt der Grund für die Richtlinie sein? Bonddrähte, die
durch die extremen Flußdichteänderungen abgerissen werden?

Volker

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#349483

Volker Bartheld wrote:
> On Tue, 2024-03-12 at 12:34 +0100, Rolf Bombach wrote:
>> Volker Bartheld schrieb:
>>> Daß man für LEDs Minimalströme vorschreibt, wäre mir
>>> komplett neu.
>> Andererseits gibt es Datenblätter:
>> https://download.luminus.com/datasheets/Luminus_PT-120_Datasheet.pdf
>> Sustained operation at or near absolute minimum currents may result in a
>> reduction of device performance and device lifetime
>> compared to recommended foward drive currents."
>> Der zitierte minimum current liegt bei etwa 1% des Nennstroms, beim gezeigten
>> Typ bei 200 mA, was ja jetzt nicht gerade wenig ist (Nennstrom 25 A).
> 
> Krasse Sache! Aus den Durchlaßspannungen schließe ich, daß das keine COB-LEDs
> sind, sondern auf dem Kärtchen tatsächlich je eine LED mit 12mm² Abstrahlfläche
> sitzt und tatsächlich mit um die 20A Dauerstrom oder 40A im Pulsbetrieb
> angesteuert wird. Nicht schlecht, Herr Specht.
> 
> Bei so Sportkrams kann ich mir schon vorstellen, daß die LEDs unterhalb von
> 200mA irgendwann sauer werden. Ist quasi, wie wenn Du Deinen Lamborghini
> Revuelto immer nur auf Standgas laufen läßt.

Was ist "sauer werden"?
Insgesamt seltsame Begründung.

Die LED hier im Thread werden mit 0,1mA betrieben, bei Nennstrom 20mA.
20/0,1 = 200.
20/0,2 = 100.

>>          "Note 3: In pulsed operation, rise time from 10 to 90% of forward
>>          current should be larger than 0.5 microseconds."
>> Wahrscheinlich will sich der Hersteller gegen so ziemlich alle
>> Garantieforderungen schützen.
> 
> Das mußt Du mir jetzt bitte kurz erklären. Weil 500ns schon schnarchig und damit
> gängige Kurzzeitanwendungen jenseits der Empfehlung sind? Ist doch schon ganz
> ordentlich für Ultrakurzzeitfotografie:
> https://td0g.ca/2019/05/14/edgerton-a-high-speed-led-flash-diy/
> 
> Und wenn man sich einen 4K-Projektor vorstellt, der mit 100Hz läuft, dann würde
> ein Schachbrettmuster aus 4096×2160 Feldern auch keine Flankensteilheit
> unterhalb weniger Mikrosekunden erfordern.
> 
> Wo liegt mein Denkfehler?
> 
> Und was könnte überhaupt der Grund für die Richtlinie sein? Bonddrähte, die
> durch die extremen Flußdichteänderungen abgerissen werden?

Sicher nicht.
Seit vielen Jahrzehnten ist in der Elektronik bekannt, daß es für Stromanstiege
wie auch für Spannungsanstiege bestimmte individuelle Geschwindigkeitsgrenzen gibt.
Ströme können sich nicht beliebig schnell auf dem Chip verteilen - Hot spots.
Schnelle Spannungen können beispielsweise Bauelemente ungewollt ansteuern.


-- 
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong

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#349485

Hi Volker,
>>> Daß man für LEDs Minimalströme vorschreibt, wäre mir komplett neu.
Mir auch
>> Andererseits gibt es Datenblätter:
>> https://download.luminus.com/datasheets/Luminus_PT-120_Datasheet.pdf

Ich würde die schon als recht speziell beschreiben, auch mit sehr 
speziellem Anwendungsprofil.

>> Sustained operation at or near absolute minimum currents may result in a
>> reduction of device performance and device lifetime

Im speziellen Anwendungsprofil könnte mit "reduction of device 
performance" auch eine Farbveränderung gemeint sein.

>>          "Note 3: In pulsed operation, rise time from 10 to 90% of forward
>>          current should be larger than 0.5 microseconds."
> Das mußt Du mir jetzt bitte kurz erklären. Weil 500ns schon schnarchig und damit
> gängige Kurzzeitanwendungen jenseits der Empfehlung sind?

> Und was könnte überhaupt der Grund für die Richtlinie sein? Bonddrähte, die
> durch die extremen Flußdichteänderungen abgerissen werden?

Das Problem kennt man von Leistungshalbleitern. Wenn die Chips zu 
schnell erwärmt werden, dann entstehen thermische Spannungen am 
Klebe-/Lötrand zum Trägermaterial. Wenn das rissig wird, ist die 
Wärmeableitung nicht mehr, wie sie sein soll, der Rest ist dann bald 
Geschichte. Es gibt Leistungshalbleiter, die das umgehen, indem sie nur 
federnd aufgepresst werden, statt mit dem Trägermaterial verlötet zu werden.

Wenn Jörg aus USA hier noch mitlesen sollte: Ich weiß, dass er seine 
MOSFETs immer so schnell wie möglich ansteuerte. Solange man das nicht 
am Rand der thermischen Leistung macht, geht das möglicherweise auch 
lange gut. Wie gesagt: Bei Leistungshalbleitern kennt man das 
Schadensbild gut.

Marte

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#349488

> > > https://download.luminus.com/datasheets/Luminus_PT-120_Datasheet.pdf
> > >          "Note 3: In pulsed operation, rise time from 10 to 90% of forward
> > >          current should be larger than 0.5 microseconds."
> > Und was könnte [...] der Grund für die Richtlinie sein? Bonddrähte, die
> > durch die extremen Flußdichteänderungen abgerissen werden?
> 
> Das Problem kennt man von Leistungshalbleitern. Wenn die Chips zu 
> schnell erwärmt werden, dann entstehen thermische Spannungen am 
> Klebe-/Lötrand zum Trägermaterial. Wenn das rissig wird, ist die 
> Wärmeableitung nicht mehr, wie sie sein soll, der Rest ist dann bald 
> Geschichte.

Interessant. Ich glaub Dir das natürlich gerne - aber dann sind die Massen (bzw.
Wärmekapazitäten) also tatsächlich so klein und die Wärmewiderstände zum
Trägermaterial hin so groß, daß derartig schnelle Stromanstiege zu ebenso
schnellen Geometrieveränderungen führen?

Das würde dann also auch weitestgehend unabhängig von der Pulsdauer passieren,
d. h. einfach bei genügend steiler Einschaltflanke und dann Dauerstrichbetrieb
bei der entsprechenden Stromstärke?

Faszinierend.

Volker

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#349491

Hi Volker,
>> Das Problem kennt man von Leistungshalbleitern. Wenn die Chips zu
>> schnell erwärmt werden, dann entstehen thermische Spannungen am
>> Klebe-/Lötrand zum Trägermaterial. Wenn das rissig wird, ist die
> 
> Interessant. Ich glaub Dir das natürlich gerne - aber dann sind die Massen (bzw.
> Wärmekapazitäten) also tatsächlich so klein und die Wärmewiderstände zum
> Trägermaterial hin so groß, daß derartig schnelle Stromanstiege zu ebenso
> schnellen Geometrieveränderungen führen?

Schau Dir den Querschnitt auf Seite 11 an. Das Die wird in wenigen µs 
erwärmt und dehnt sich aus. Das "massive" Kupfer drunter braucht dafür 
deutlich länger. Nun ist Kupfer dankbarerweise recht zäh, aber die 
Halbleiter in der Regel gar nicht. Dadurch wird die Verbindungsfläche 
vor allem an den Rändern sehr beansprucht. Je hässlicher die Zyklen sind 
und je öfter sie wiederholt werden, desto schneller ist es irgendwann 
eben zu viel.

> Das würde dann also auch weitestgehend unabhängig von der Pulsdauer passieren,
> d. h. einfach bei genügend steiler Einschaltflanke und dann Dauerstrichbetrieb
> bei der entsprechenden Stromstärke?

Nicht wirklich. Bei Dauerstrich erwärmt sich das Kupfer drunter und 
verringert die thermischen Spannungen wieder. Viel hässlicher ist da ein 
Blitzbetrieb mit kurzen hellen Blitzen und langen Pausen. Das Kupfer 
bleibt quasi kalt und jeder neue Blitz kommt als Worst-Case daher.
Bei MOSFET und IGBT kommt erschwerend hinzu, dass der Leitbetrieb ja 
nicht die thermische Leistung nach sich zieht, sondern die 
Schaltübergänge. Das nähert sich aber dann quasi dem "Blitzbetrieb" in 
der Analogie zur LED.

Trivial ist das nicht.

Marte

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#349510

Marte Schwarz schrieb:
> 
> Schau Dir den Querschnitt auf Seite 11 an. Das Die wird in wenigen µs erwärmt und dehnt sich aus. Das "massive" Kupfer drunter braucht dafür deutlich länger. Nun ist Kupfer dankbarerweise recht zäh, 
> aber die Halbleiter in der Regel gar nicht. Dadurch wird die Verbindungsfläche vor allem an den Rändern sehr beansprucht. Je hässlicher die Zyklen sind und je öfter sie wiederholt werden, desto 
> schneller ist es irgendwann eben zu viel.

Auf dieser Seite ist auch unter 'Electrical Pinout' eine Zeichnung
des Moduls zu finden. Das weisse Quadrat ist der Rand der LED-Einheit;
auf dem grauen Rahmen liegt das Glasfenster. Um den eigentlichen Chip
rum dann die 2 x 20 Bonddrähte.

-- 
mfg Rolf Bombach

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#349505

Volker Bartheld wrote:
>>>> https://download.luminus.com/datasheets/Luminus_PT-120_Datasheet.pdf
>>>>           "Note 3: In pulsed operation, rise time from 10 to 90% of forward
>>>>           current should be larger than 0.5 microseconds."
>>> Und was könnte [...] der Grund für die Richtlinie sein? Bonddrähte, die
>>> durch die extremen Flußdichteänderungen abgerissen werden?
>>
>> Das Problem kennt man von Leistungshalbleitern. Wenn die Chips zu
>> schnell erwärmt werden, dann entstehen thermische Spannungen am
>> Klebe-/Lötrand zum Trägermaterial. Wenn das rissig wird, ist die
>> Wärmeableitung nicht mehr, wie sie sein soll, der Rest ist dann bald
>> Geschichte.
> 
> Interessant. Ich glaub Dir das natürlich gerne - aber dann sind die Massen (bzw.
> Wärmekapazitäten) also tatsächlich so klein und die Wärmewiderstände zum
> Trägermaterial hin so groß, daß derartig schnelle Stromanstiege zu ebenso
> schnellen Geometrieveränderungen führen?

Beispielsweise bei einer CPU ist das auch so.
Ein heftiger Lastsprung führt innerhalb von us zu einem heftigen Temperatursprung des Chips.
Bei Annahme von 0,03°C/W ergibt sich durch +300W schlagartig +9°C.

Intel hatte mal Wärmeleitpaste probiert.
Bei den Nachfolgern in der Chip-Familie wurde gelötet, statt WLP verwendet.

> Das würde dann also auch weitestgehend unabhängig von der Pulsdauer passieren,
> d. h. einfach bei genügend steiler Einschaltflanke und dann Dauerstrichbetrieb
> bei der entsprechenden Stromstärke?
> 
> Faszinierend.

Das ist seit Ewigkeiten bekannt.
In Datenblättern gibt es zwei entscheidende Diagramme:
o  Einen virtuellen Wärmewiderstand durch gepulsten Betrieb [1].
o  Ein SOA-Diagramm, welches oft das vorstehende Diagramm benutzt.

[1] Bei DC liegt Rth=1 vor (normiert).
.   Bei tein=taus ist der Rth=0.5
.   usw.
.   Zum Schluß unten ist ein SINGLE PULSE - mehr geht nicht.

Es fällt auf, daß es unterhalb von gewissen Zeiten t keine Ergebnisse gibt.
Das jeweilige Bauelement kann einfach nicht schneller.
Weitere Kurven zu der Schar wären zunehmend verzerrt.

Der virtuelle Wärmewiderstand sinkt zu Beginn linear mit dem Tastverhältnis:
D=0.5  ⇒ Rth=0.5
D=0.2  ⇒ Rth=0.2
D=0.1  ⇒ Rth=0.105
D=0.05 ⇒ Rth=0.07
D=0.02 ⇒ Rth=0.04
D=0.01 ⇒ Rth=0.03
Der Rth sinkt zusehends überproportional immer schwächer.


-- 
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong

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#349514

Hallo Volker,

Du schriebst am Wed, 13 Mar 2024 09:33:10 +0100:

> Interessant. Ich glaub Dir das natürlich gerne - aber dann sind die
> Massen (bzw. Wärmekapazitäten) also tatsächlich so klein und die
> Wärmewiderstände zum Trägermaterial hin so groß, daß derartig schnelle
> Stromanstiege zu ebenso schnellen Geometrieveränderungen führen?

Die Geometrieveränderungen laufen praktisch synchron zu dem
Temperaturänderungen. Schnelle Temperaturänderungen sind durchaus bekannt,
da gibt es z.B. sog. thermoakustische Effekte, wo durch modulierte
Bestrahlung Materialien in schneller Folge erwärmt werden und sich wieder
abkühlen und dabei Druckänderungen in der Umgebung bewirken.
Eine Anwendung, wenn auch mit Gasen in Resonanzabsorption sind spezielle
Gasdetektoren.

> Das würde dann also auch weitestgehend unabhängig von der Pulsdauer
> passieren, d. h. einfach bei genügend steiler Einschaltflanke und dann
> Dauerstrichbetrieb bei der entsprechenden Stromstärke?

Dann sowieso, dann hat die Erwärmung ja Zeit, auf das ganze Material
überzugreifen und damit dessen Geometrie zu verändern.

-- 
(Weitergabe von Adressdaten, Telefonnummern u.ä. ohne Zustimmung
nicht gestattet, ebenso Zusendung von Werbung oder ähnlichem)
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Mit freundlichen Grüßen, S. Schicktanz
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#349492

In message <usrikj$191oi$1@gwaiyur.mb-net.net>
          Marte Schwarz <marte.schwarz@gmx.de> wrote:


> Wie gesagt: Bei Leistungshalbleitern kennt man das
> Schadensbild gut.
Bei diesen "Betrachtungen", sollte man doch bitte beides: Strom & Delta 
Spannung über dem FET messen/kennen.






-- 

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#349503

Marte Schwarz schrieb:
> Hi Volker,
>>>> Daß man für LEDs Minimalströme vorschreibt, wäre mir komplett neu.
> Mir auch
>>> Andererseits gibt es Datenblätter:
>>> https://download.luminus.com/datasheets/Luminus_PT-120_Datasheet.pdf
> 
> Ich würde die schon als recht speziell beschreiben, auch mit sehr speziellem Anwendungsprofil.
> 
>>> Sustained operation at or near absolute minimum currents may result in a
>>> reduction of device performance and device lifetime
> 
> Im speziellen Anwendungsprofil könnte mit "reduction of device performance" auch eine Farbveränderung gemeint sein.
> 
>>>          "Note 3: In pulsed operation, rise time from 10 to 90% of forward
>>>          current should be larger than 0.5 microseconds."
>> Das mußt Du mir jetzt bitte kurz erklären. Weil 500ns schon schnarchig und damit
>> gängige Kurzzeitanwendungen jenseits der Empfehlung sind?
> 
>> Und was könnte überhaupt der Grund für die Richtlinie sein? Bonddrähte, die
>> durch die extremen Flußdichteänderungen abgerissen werden?
> 
> Das Problem kennt man von Leistungshalbleitern. Wenn die Chips zu schnell erwärmt werden, dann entstehen thermische Spannungen am Klebe-/Lötrand zum Trägermaterial. Wenn das rissig wird, ist die 
> Wärmeableitung nicht mehr, wie sie sein soll, der Rest ist dann bald Geschichte. Es gibt Leistungshalbleiter, die das umgehen, indem sie nur federnd aufgepresst werden, statt mit dem Trägermaterial 
> verlötet zu werden.

Für Dimmen wird hier ja auch eine Minimalfrequenz von 360 Hz empfohlen.
> 
> Wenn Jörg aus USA hier noch mitlesen sollte: Ich weiß, dass er seine MOSFETs immer so schnell wie möglich ansteuerte. Solange man das nicht am Rand der thermischen Leistung macht, geht das 
> möglicherweise auch lange gut. Wie gesagt: Bei Leistungshalbleitern kennt man das Schadensbild gut.

Das ist was anderes. Beim schaltenden FET will man den Bereich maximaler Leistung vermeiden, respektive
möglichst schnell durchfahren. Bei der LED ist das aber genau der Betriebsbereich, den man anfährt.

-- 
mfg Rolf Bombach

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#349502

Volker Bartheld schrieb:
> On Tue, 2024-03-12 at 12:34 +0100, Rolf Bombach wrote:
>> Volker Bartheld schrieb:
>>> Daß man für LEDs Minimalströme vorschreibt, wäre mir
>>> komplett neu.
>> Andererseits gibt es Datenblätter:
>> https://download.luminus.com/datasheets/Luminus_PT-120_Datasheet.pdf
>> Sustained operation at or near absolute minimum currents may result in a
>> reduction of device performance and device lifetime
>> compared to recommended foward drive currents."
>> Der zitierte minimum current liegt bei etwa 1% des Nennstroms, beim gezeigten
>> Typ bei 200 mA, was ja jetzt nicht gerade wenig ist (Nennstrom 25 A).
> 
> Krasse Sache! Aus den Durchlaßspannungen schließe ich, daß das keine COB-LEDs
> sind, sondern auf dem Kärtchen tatsächlich je eine LED mit 12mm² Abstrahlfläche
> sitzt und tatsächlich mit um die 20A Dauerstrom oder 40A im Pulsbetrieb
> angesteuert wird. Nicht schlecht, Herr Specht.
> 
Schwerzusachn. Es sieht jedenfalls wie /eine/ LED aus. Allerdings sind auf
der Oberfläche ca. 23 dünne Metallisierungsstreifen drauf, in Querrichtung,
mit einem Bedeckungsgrad von geschätzten 15%. Die werfen bei Projektion
auch nettes Streifenmuster, was nicht für alle Beleuchtungsoptiken optimal ist.
Offenbar wurde die Leistungsdichte optimiert und nicht der Wirkungsgrad.
An den Längsseiten treffen diese Metallstreifen dann jeweils auf einen dickeren
Bus-Streifen. Beide dieser Längskontakte sind über jeweils 20 Bonddrähte an den
Stromanschluss angeschlossen. Also 40 Drähtchen für CW 25 A.
> 
>>          "Note 3: In pulsed operation, rise time from 10 to 90% of forward
>>          current should be larger than 0.5 microseconds."
>> Wahrscheinlich will sich der Hersteller gegen so ziemlich alle
>> Garantieforderungen schützen.
> 
> Das mußt Du mir jetzt bitte kurz erklären. Weil 500ns schon schnarchig und damit
> gängige Kurzzeitanwendungen jenseits der Empfehlung sind? Ist doch schon ganz
> ordentlich für Ultrakurzzeitfotografie:
> https://td0g.ca/2019/05/14/edgerton-a-high-speed-led-flash-diy/

Kommt auf die Anwendung an, etwa, ob die Kamera oder die Lichtquelle die
Belichtungszeit definiert. Bei mir war es die Kamera, und daher habe ich
0.5 us ramp up, 1 us hold, 0.5 us ramp down gewählt. Wenn wir kurze
Pulse brauchen, nehmen wir einen CW gepumpten YAG, der macht Pulse unter
2 ns bis etwa 120 kHz Reprate.

Hier ist das Problem eben auf der andern Seite: Wie steuere ich die 35 A so,
dass die Rampe nicht _schneller_ als 0.5 us ist. Einfach Gate Driver und
irgend einen 60 Amp Mosfet ist keine Kunst, nur ist dann die Rampe schneller
und vorallem auch nichtlinear.
> 
> Und wenn man sich einen 4K-Projektor vorstellt, der mit 100Hz läuft, dann würde
> ein Schachbrettmuster aus 4096×2160 Feldern auch keine Flankensteilheit
> unterhalb weniger Mikrosekunden erfordern.
> 
> Wo liegt mein Denkfehler?

Siehe oben.

> Und was könnte überhaupt der Grund für die Richtlinie sein? Bonddrähte, die
> durch die extremen Flußdichteänderungen abgerissen werden?

Die LED misst (Metallisierung) etwa 1 cm Durchmesser. Vielleicht besteht die
Gefahr, dass bei zu schnellem Einschalten die Stromverteilung zu ungleichmässig
ist. Egal, bei der ersten Anwendung wollte ich einfach die Specs einhalten
und nicht gleich massenweise LEDs riskieren, da >100€/Stück.

-- 
mfg Rolf Bombach

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#349507

On Wed, 2024-03-13 at 16:35 +0100, Rolf Bombach wrote:
> Volker Bartheld schrieb:
> > > https://download.luminus.com/datasheets/Luminus_PT-120_Datasheet.pdf
> > >          "Note 3: In pulsed operation, rise time from 10 to 90% of forward
> > >          current should be larger than 0.5 microseconds."
> > > Wahrscheinlich will sich der Hersteller gegen so ziemlich alle
> > > Garantieforderungen schützen.
> > Das mußt Du mir jetzt bitte kurz erklären.
> Kommt auf die Anwendung an, etwa, ob die Kamera oder die Lichtquelle die
> Belichtungszeit definiert. Bei mir war es die Kamera, und daher habe ich
> 0.5 us ramp up, 1 us hold, 0.5 us ramp down gewählt. Wenn wir kurze
> Pulse brauchen, nehmen wir einen CW gepumpten YAG, der macht Pulse unter
> 2 ns bis etwa 120 kHz Reprate.

*LOL* Mit diesem Fetischporno kannst Du mich überhaupt nicht imprägnieren, Du
Konifere. Bin selber Pykniker, ich weiß, was geht.

> > Und was könnte überhaupt der Grund für die Richtlinie sein? Bonddrähte, die
> > durch die extremen Flußdichteänderungen abgerissen werden?
> Die LED misst (Metallisierung) etwa 1 cm Durchmesser. Vielleicht besteht die
> Gefahr, dass bei zu schnellem Einschalten die Stromverteilung zu
> ungleichmässig ist. Egal, bei der ersten Anwendung wollte ich einfach die
> Specs einhalten und nicht gleich massenweise LEDs riskieren, da >100€/Stück.

! Uh-oh. Und ich wollte mir schon ein paar hertun. Einfach weil. Also der Preis
steigert meinen Anschaffungswiderstand doch deutlich.

Volker

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#349482

In message <uspekf$8sg1$1@dont-email.me>
          Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> wrote:


> Auch interessant:

>         "Note 3: In pulsed operation, rise time from 10 to 90% of forward
>         current should be larger than 0.5 microseconds."

das macht für mich Sinn



-- 

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#349484

Joerg Niggemeyer wrote:
> In message <uspekf$8sg1$1@dont-email.me>
>            Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> wrote:
> 
> 
>> Auch interessant:
> 
>>          "Note 3: In pulsed operation, rise time from 10 to 90% of forward
>>          current should be larger than 0.5 microseconds."
> 
> das macht für mich Sinn

Ja, das war spätestens schon in den 1960ern bekannt.

Insbesondere Leistungshalbleiter können doch nicht die Ströme in ihrem Chip
beliebig schnell und gleichmäßig verteilen.


-- 
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong

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#349480

Volker Bartheld wrote:
> On Mon, 2024-03-11 at 20:25 +0100, Frank Scheffski wrote:
>> Helmut Schellong schrieb am Mon, 11 Mar 2024 15:03:43 +0100:
>>> Ich halte es für möglich, daß der extrem geringe Betriebsstrom von 100uA
>>> nach Zeit von einem schädlichen Effekt /überwältigt/ wird.
>> Das müßte man dann mal näher prüfen, wenn ich so eine Platine zu Hause
>> habe.
> 
> Mal ehrlich: Von welchen schädlichen Effekten soll da die Rede sein?
> Irgendwelche Störeinstrahlungen, die sich wegen des nun höheren
> Eingangswiderstands der Anzeigemimik irgendwie in zu hohen Betriebsströmen
> niederschlagen soll? Ich kenne jetzt die Datenblätter nicht im Detail, aber da
> müßten ja regelmäßig und langfristig schon deutlich mehr als die 10-20-30mA
> zusammenkommen, die man für solche LEDs üblicherweise als Betriebsstrom annimmt.

Ich weiß es nicht, weshalb ich allgemein von "schädlichen Effekten" schrieb.
Desweiteren wird ja von Anfang an ein Schaden in einer Charge vermutet.
Wenn ich spekulieren soll, könnte ich beispielsweise 'Veränderung der Dotierung'
auf den Tisch werfen, die die Effizienz verändert.
Störeinstrahlungen wurden bereits ausgeschlossen.

>>> Standard-Betriebsstrom ist immerhin 20mA.
>> Für diese Teile nicht, da wird man wirklich blind von!
> 
> Standard-Betriebsstrom ist Standard-Betriebsstrom. Beim nominalen Strom wird
> eben die nominale Helligkeit erreicht. Wenn das zu hell ist, nimmt man eben
> nicht den nominalen Strom (einfach durch größeren Vorwiderstand zu erreichen)
> oder betreibt PWM, was kompliziert ist und m. M. n. nur Vorteile bringt, wenn es
> in supersparsamen Schaltungen wirklich aufs letzte uA ankommt. Rauchmelder z. B.
> Drahtlose Sensoren für Alarmanlagen. Sowas in der Art.
> 
> Ich sehe da keinerlei Problem, zumal es bei hocheffizienten LEDs ja gerade der
> Witz ist, daß man sie entweder brutal hell kriegt oder eben brutal sparsam, bei
> entsprechend niedrigerer Helligkeit. Zumindest im Vergleich zu den Funzeln, die
> wir vor 20-30 Jahren in unsere Schaltungen eingebaut haben. Und im vergleich zu
> "Low Current LEDs", die nach meinen Erfahrungen gleichzeitig auch "Low Intensity
> LEDs" sind.
> 
>> Ich finde die Farbe richtig schick,
> 
> "Richtig schick" ist für Signalbeleuchtung aus guten Gründen weit hinten auf der
> Prioliste. Entwickler machen sich da eher Gedanken, ob Menschen mit Protanopien,
> Deuteranopien, Tritanopien oder gar Achromatopsie wichtige Indikatoren noch
> vernünftig wahrnehmen können. Das ist insbesondere bei RGB-LEDs wichtig, die man
> aus Platz- und Designgründen gerne verwendet, aber eben keine räumliche
> Zuordnung als Workaround ("Wenn die Ampel _oben_ leuchtet, bleibe ich lieber mal
> stehen!") erlaubt.
> 
> Bei der Gelegenheit kann man auch gleich über gewisse Grundannahmen der
> Benutzerinteraktion ("Usabilityknigge") diskutieren, d. h. was es bedeutet, wenn
> eine Lampe kontinuierlich leuchtet bzw. wenn sie blinkt oder gar blitzt. Die
> letzten zwei Modi werden üblicherweise mit Fehlerfällen ("User: Deine
> Aufmerksamkeit ist gefragt!") assoziiert.
> 
>> aber als reine Anzeige muß man Vorwiderstände
>> nehmen, für die man eigentlich verwundert angekuckt wird.
> 
> Dann laß sie gucken. Daß man für LEDs Minimalströme vorschreibt, wäre mir
> komplett neu.

Mir auch, zumal die Diagramme Linearität bis zum Wert 0 zeigen.
Aber, was ist hier der wichtige Punkt, der tendenziell immer wieder übersehen wird?
Die betroffene Charge wird als _defekt_ eingestuft!
Und dabei ist alles Mögliche möglich.

> Aber da ich gerne dazulerne, habe ich mal das neuzeitliche Orakel
> namens ChatGPT befragt. Hier das Chatlog zur gepflegten Degustation:
[...]

> Klingt für mich immer noch wie Schwurbelei. Aber vielleicht hat ja jemand eine
> Erklärung (mit zitierfähigen Quellen), die ich eher nachvollziehen kann. Ist ja
> schließlich ein elektronisches und eigentlich auch spannendes Thema.

Wenn ich ChatGPT befrage, ist stets eine Liste von Quellen dabei.

Das, was ChatGPT hier schreibt, paßt sehr gut zu dem, was ich hier zuletzt ansprach.
Und es paßt sehr gut zu der beschriebenen Fehlererscheinung.

11.03.2024, 15:03
|Ich halte es für möglich, daß der extrem geringe Betriebsstrom von 100uA
|nach Zeit von einem schädlichen Effekt /überwältigt/ wird.
|Standard-Betriebsstrom ist immerhin 20mA.
|
|Ich würde daher idealerweise den Strom takten, 2mA EIN, AUS für das 20-fache der EIN-Zeit.
|Oder testweise den Strom auf 500uA erhöhen - ist eine dunkle LED dadurch wieder leuchtend?


-- 
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong

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#349489

Volker Bartheld schrieb am Tue, 12 Mar 2024 10:55:01 +0100:

>Standard-Betriebsstrom ist Standard-Betriebsstrom. Beim nominalen Strom wird
>eben die nominale Helligkeit erreicht. 

Das sind natürlich technische Grenzen/Werte, die durch das verwendete
Halbleitermaterial und die Kristallgröße definiert werden. 
Diese Farbe in dieser Helligkeit ist in 1206 mMn nicht sinnvoll
einsetzbar. Aber ich freue mich, daß man damit z.B. Signale
detektieren kann, ohne die Quelle merklich zu belasten. Selbst bei den
5 LED in meinem Fall, die alle an "einem" Akku hängen, macht es was
aus, wenn da nur 0,5mA fließen und nicht 100, was die normalgrünen
Funzeln des gleichen Herstellers bräuchten, um gleiche Helligkeit zu
erreichen.

Natürlich lauert da auch eine kleine Falle, in die ich prompt getapst
bin. Ich sitze gerade an einem Nachfolger für das Board und da sitzt
eine WS2812 RGB-LED, die als Status-LED über die Farbe den
Wohlfühlzustand der Anlage darstellen soll. Also von Grün über Gelb
nach Rot. 
Nur funktioniert die Farbmischung für gelb erst ab einer Lichtstärke,
die alles andere deutlich überstrahlt und als äußerst unangenehm
empfunden wird. Passe ich die Leuchtstärke an die der anderen LED an,
sehe ich bei "gelb" nur einen roten und einen grünen Punkt im Gehäuse
leuchten. Da muß also noch ein Diffusor mit ordentlich Dämpfung
drübergeklebt werden.

>Und im vergleich zu "Low Current LEDs", die nach meinen Erfahrungen gleichzeitig 
>auch "Low Intensity LEDs" sind.

Ich würde meinen, wir decken über manchen Irrweg der Vergangenheit
einfach den Mantel des Schweigens...
Aus meiner Lehrzeit habe ich hier noch ein paar LED der Gründerzeit,
mit Metallgehäuse und Glaslinse als Überreste aus dem Kraftwerksbau.
Da sieht man bei 20mA ein zartes rotes Leuchten und das war seinerzeit
schon _der_ Hit!

>"Richtig schick" ist für Signalbeleuchtung aus guten Gründen weit hinten auf der
>Prioliste. 

Ja, wenn es, wie bei der Ampel, mehrere Anzeigen beieinander gibt.
Hat man nur eine LED für einen gewissen Betriebszustand, dann ist die
Farbe egal, an oder aus ist das Kriterium.
Im vorliegenden Fall ist das schickere Grün auch das (für den
normalsehenden) grünere Grün, da der Gelbstich fehlt.

>Bei der Gelegenheit kann man auch gleich über gewisse Grundannahmen der
>Benutzerinteraktion ("Usabilityknigge") diskutieren, d. h. was es bedeutet, wenn
>eine Lampe kontinuierlich leuchtet bzw. wenn sie blinkt oder gar blitzt. Die
>letzten zwei Modi werden üblicherweise mit Fehlerfällen ("User: Deine
>Aufmerksamkeit ist gefragt!") assoziiert.

Das habe ich beim Taster für den Akkutest realisiert. Dauerleuchten in
grün für "alles i.O.", langsames blinken für "nichts ist i.O." und
blitzen während des laufenden Tests. Sowas kann man sich ja zunutze
machen und nicht nur auf An/Aus setzen.


MfG


Frank

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#349497

Frank Scheffski wrote:
> Ich sitze gerade an einem Nachfolger für das Board und da sitzt
> eine WS2812 RGB-LED, die als Status-LED über die Farbe den
> Wohlfühlzustand der Anlage darstellen soll.

Über "Designer" wie Dich freue ich mich immer wieder ganz besonders. Ich
kann bei solchen LEDs wunderbar und völlig problemlos an und aus
unterscheiden,

> nur einen roten und einen grünen Punkt im Gehäuse leuchten.

Das wiederum ist für jeden erkennbar. Links=gut und rechts=schlecht kann
man sich merken oder dranschreiben. Darf natürlich nicht sein und muß
verhindert werden.

> Da muß also noch ein Diffusor mit ordentlich Dämpfung
> drübergeklebt werden.

Eben. Wo kämen wir hin.

-- 
/¯\   No  |    Dipl.-Ing. F. Axel Berger    Tel: +49/ 221/ 7771 8067
\ /  HTML |    Roald-Amundsen-Straße 2a     Fax: +49/ 221/ 7771 8069
 X    in  |    D-50829 Köln-Ossendorf      http://berger-odenthal.de
/ \  Mail | -- No unannounced, large, binary attachments, please! --

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#349504

Axel Berger schrieb am Wed, 13 Mar 2024 14:30:36 +0100:

>Frank Scheffski wrote:
>> Ich sitze gerade an einem Nachfolger für das Board und da sitzt
>> eine WS2812 RGB-LED, die als Status-LED über die Farbe den
>> Wohlfühlzustand der Anlage darstellen soll.
>
>Über "Designer" wie Dich freue ich mich immer wieder ganz besonders.

Ach Axel, wenn Du wüßtest, wie recht Du da hast...
Die hier besprochene Platine mit den ausfallenden LED hat bei 49cm² 11
Stück davon. Für jeden Eingang, für jede Sicherung und für jeden
Schaltausgang eine.

Krönung (quasi das Modell Las Vegas®) sind 37 LED bei 130cm². Jeder
Spannungsaus- und Eingang, jede Sicherung, jedes Relais, SCL/SDA,
1Wire, Reset, Betriebs-LED, alles blinkt, flackert oder leuchtet.
Ich selbst möchte schon nicht irgendwo in der Pampa oder im Siff das
Oszi auspacken und im Halbdunkel (Nein, Stirnlampen sind keine
wirkliche Lösung, wenn es reflektierende Flächen gibt) nach
irgendwelchen Meßpunkten suchen oder mit Meßspitzen an IC-Pins
rumfummeln. Oder irgendwie herausfinden, ob das Relais nun angezogen
hat, oder nicht, oder oder.
Und jemand anderes, ohne Fachkenntnis erst recht nicht. Aber so kann
man auch mal einen zum kucken schicken, ob alles blinkt und leuchtet,
wie es soll.
Und bei all dem ist diese eine Regenbogen-LED dann nur ein Eye-candy
und Versuchsballon für zukünftige Anwendungen, oder halt auch nicht,
weil man gemerkt hat, daß es Scheiße ist.
 
>Eben. Wo kämen wir hin.

Einer wird immer gehen müssen, zu schauen, wo wir hinkämen, wenn wir
den Weg gingen...


MfG

Frank

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#349506

On Wed, 2024-03-13 at 11:29 +0100, Frank Scheffski wrote:
> Volker Bartheld schrieb am Tue, 12 Mar 2024 10:55:01 +0100:
> Ich sitze gerade an einem Nachfolger für das Board und da sitzt
> eine WS2812 RGB-LED, die als Status-LED über die Farbe den
> Wohlfühlzustand der Anlage darstellen soll. Also von Grün über Gelb
> nach Rot. 

Herr Knigge würde sich im Grab umdrehen.

> Nur funktioniert die Farbmischung für gelb erst ab einer Lichtstärke,
> die alles andere deutlich überstrahlt und als äußerst unangenehm
> empfunden wird.

uC, 3-Kanal-PWM und ab dafür. Was kostet die Welt? ;-)

> > Bei der Gelegenheit kann man auch gleich über gewisse Grundannahmen der
> > Benutzerinteraktion ("Usabilityknigge") diskutieren, d. h. was es bedeutet,
> > wenn eine Lampe kontinuierlich leuchtet bzw. wenn sie blinkt oder gar
> > blitzt.
> Das habe ich beim Taster für den Akkutest realisiert. Dauerleuchten in
> grün für "alles i.O.", langsames blinken für "nichts ist i.O." und
> blitzen während des laufenden Tests. Sowas kann man sich ja zunutze
> machen und nicht nur auf An/Aus setzen.

Genau. Man kann aber auch drauf scheißen und es anders machen. Einfach weil. Aus
demselben Grund, aus dem sich der Hund die Eier leckt. Ich hab da so eine
Akkurückleuchte. Von Lupine. Das Rotlicht. Super verarbeitet. Superhell.
Superstabil. Superlanglebig. Alle Teile nachbestellbar. Made in Germany. Aber
lies Dir mal das Benutzerhandbuch durch.

Der Hund. Die Eier.


Volker

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