Lichtsnoer met gekleurde leds: parallelschakeling?

[jkien]

Het snoer is 7 meter lang, voor 100 leds. Het is verrassend dat de fabrikant die 7 meter eerst heeft opgeknipt in honderd korte snoertjes van 7 cm, en daarna alles weer heeft vastgesoldeerd aan de leds. Dat lijkt me dubbel werk en meer overgangsweerstand.

Is de weerstand per snoertje te schatten? Het kan onder de (onjuiste) aanname dat alle leds even veel stroom gebruiken. De totale stroom is 250 mA, dus 2,5 mA per led. De stroom door het snoer is aan het begin van het snoer 250 mA, en aan het eind 2,5 mA. Gegeven is dat het spanningsverlies van begin tot eind gelijk is aan ΔU = 2,8-2,6 = 0,2 volt. Het spanningverlies over n snoertjes is de som van een rekenkundige rij:
\(\Delta U = \frac{1}{2} (n^2+1) I_{led} R_{snoertje} \rightarrow \\ R_{snoertje} = \frac{0,2}{\frac{1}{2} 10^4 \cdot 0,0025} = 0,016 \, \Omega \)

Zo een lage weerstand is niet slecht! Blijkbaar kunnen ze beter solderen dan ik.
Die 0,016 Ω is grotendeels de weerstand van het koper: boven en beneden 7 cm koperdraad met een dikte van ongeveer 0,5 mm heeft samen een weerstand van 0,012 Ω.

Twee snoertjes zijn om het pootje van de led gewikkeld en vastgesoldeerd.

In dit diagram zijn er boven en beneden weerstanden, dus elke getekende R is de helft van de berekende 0,016 Ω.

[jkien]

Nu, een jaar later, heeft de Action een ander lichtsnoer, met 140 gekleurde leds, dat niet alleen rustig constant kan branden, maar ook wild kan knipperen met variabele helderheid. De vraag rees of de lampjes parallel of in serie geschakeld zijn. Op de netadapter staat dat de transformator een secundaire spanning geeft van 31 volt, wat doet vermoeden dat de schakeling van de lampjes een mengsel is van serie en parallel. Bij alle knipperstijlen blijken de leds in twee onafhankelijke knippergroepen verdeeld te zijn: (1) de rode en gele leds, (2) de groene en blauwe leds.

In de modus van constant branden blijken die twee groepen leds toch te knipperen, alternerend, wat vooral duidelijk is als je een stuk snoer door de lucht zwaait, zie foto. De adapter levert daartoe een alternerend signaal van positieve en negatieve pulsen met een amplitude van 28 volt.

Tijdopname (t=0,1 s) van een door de lucht zwaaiende rij van 7 leds. De streepjeslijnen ontstaan door het knipperen van de leds. Rood/geel knippert in tegenfase met groen/blauw.

Op het eerste gezicht is het vreemd dat het snoer van de adapter naar de eerste led slechts twee aders telt, en dat de rest van het snoer (tussen de eerste en de laatste led) drie aders telt. Na wat gepuzzel denk ik dat er tien segmenten van 14 leds zijn, dat leds binnen een segment parallel geschakeld zijn, en dat de segmenten in serie geschakeld zijn.

Een segment krijgt 105 mA, een led zou 1/7e deel daarvan krijgen, dat is 15 mA.

A. Vier leds van het snoer, normaal brandend; B. Zelfde leds, niet brandend, van buiten beschenen met blauw licht. De groene led van dit lichtsnoer fluoresceert ook, in tegenstelling tot het lichtsnoer van vorig jaar.

[Xilvo]

De adapter levert daartoe een alternerend signaal van positieve en negatieve pulsen met een amplitude van 28 volt.

Is dat niet gewoon de 50 Hz wisselstroom uit het stopcontact, omlaag getransformeerd?

[jkien]

De knipperfrequentie was ongeveer 250 Hz, niet 50 Hz, dus nee. De netadapter maakt eerst gelijkspanning, en maakt daar vervolgens een knippersignaal van, met een frequentie die per knippermodus verschilt.

[jkien]

Na wat gepuzzel denk ik dat er tien segmenten van 14 leds zijn, dat leds binnen een segment parallel geschakeld zijn, en dat de segmenten in serie geschakeld zijn.

Er is een niet-destructieve test mogelijk om te controleren of het snoer bestaat uit tien segmenten van 14 leds, namelijk kortsluiting maken in een segment door bij A en bij B (zie figuur) een speld in de draad te prikken, en die spelden te verbinden. Dan zouden alle leds van dat segment moeten uitdoven. Vervolgens de spelden verplaatsen naar C en D, dan zouden de leds van het tweede segment moeten uitdoven. Ik heb het getest bij een aantal segmenten van het snoer, en de verwachting kwam uit.

Maar daarbij bleek dat de segmentgrenzen nog eenvoudiger herkenbaar zijn: tussen twee segmenten in telt het snoer slechts twee aders, niet drie.