Workshop Leucht-Emitterdioden (LED)

 

Moin, da in der Bastelecke viel mit LEDs gehandhabt wird, möchte ich hier mal einen kleinen Workaround im Bezug auf die kleinen Dinger geben. Das betrifft die korrekte Schaltung und die Berechnung der Vorwiderstände. Also, fangen wir an:

Wie wird eine LED angeschlossen?

Recht einfach: Eine LED hat immer eine Anode (sozusagen der Pluspol) und eine Kathode (eben der Minuspol) Plus wird immer an dem Batterieplus angeschlossen und Minus eben an Minus. Der Vorwiderstand sollte ebenfalls am Pluspol liegen, so das die Reihenfolge ungefähr Batterie - Vorwiderstand - LED ist. Die Anode erkennt man bei fabrikneuen LEDs an dem längeren Anschlussbeinchen und in der LED (wenn man denn reinkucken kann) an dem kleineren, nicht so breiten "Anschluss". wenn LEDs verpolt werden und die Spannung nicht übermässig hoch ist, dürfte der Diode nichts passieren, sie sperrt diese Richtung einfach.

Warum einen Vorwiderstand?

Ganz einfach: ein Vorwiderstand wird bei einer LED benötigt, um diese bei einer größeren Spannung nicht zu zerstören.
Eine LED hat für gewöhnlich eine Betriebsspannung von ca. 2 Volt und eine Stromaufnahme von 15 mA bis 45 mA (je nach Diode). Wenn diese Spannung allerdings höher ist als eben diese 2 Volt, wird diese schneller durchbrennen als man Popocatapepl sagen kann. Desweiteren dient ein Vortwiderstand nebenbei auch als Strombegrenzer. Soll heissen er lässt wirklich nur die benötigten mA durch die benötigt werden

Wie wird der Vorwiderstand berechnet?

Auch wieder einfach: In der Elektrotechnik gibs son ganz tolles Gesetz, das Ohmsche Gesetz. Hat nix mit dem alten Ohm aus Herr der Ringe zu tun, dieser Ohm hier ist etwas älter...
Um es ganz einfach zu sagen, der gute hat gemeint das (aufgepasst) R=U/I ist. Wem das zu kryptisch ist, dem schlüssel ich das mal auf:
-R ist der Widerstand den wir berechnen wollen (Einheit - Ohm)
-U ist die Spannung die letzlich an diesem Widerstand anliegen wird (Einheit - Volt)
-I ist der Strom der fliessen soll. (Einheit - Ampere)

Beispiel: So, nun haben wir hier eine LED die eine Betriebsspannung von 2 Volt und 0,03 A (30 mA) Stromaufnahme hat. Nun wollen wir diese LED allerdings an dem Bordnetz von 12 Volt betreiben. Also muss ein Widerstand folgendermassen berechnet werden: R=(12V-2V)/0,03A Da die LED schon 2 Volt in Anspruch nimmt, werden diese den 12 Volt abgerechnet. Die Reihenschaltung machts möglich (U wird aufgeteilt, I bleibt immer gleich) Der Widerstand hier beträgt übrigens 333,3 Ohm, diesen wird man vielleicht nicht kaufen können, aber ein geringfügig höherer Wert ist nicht verkehrt, das erhöht die Lebensdauer der LED ungemein.

Wie schalte ich mehrere LEDs nacheinander?

Na, auch einfach: Der vorletzte Satz im letzten Absatz sagt es ja schon. Wenn mehrer LEDs betrieben wertden sollen, kann man diese in Reihe anschliessen und den Vorwiderstand dafür berechnen. Beim Anschliessen mehrerer LEDs wird immer die KAthode der ersten LED mit der Anode der zweiten LED verbunden. Die Stromaufnahme von 0,03 mA bleibt bestehen, aber die Spannung die bei 2 Dioden an den Widerstand abfallen soll beträgt dann 8 V (12V-2V-2V) Also wird R=(12V-2V-2V)/0,03A kommen dann 266 Ohm raus. Pfiffige Naturen werden jetzt fragen "Wenn eine Diode 2 Volt braucht, warum schalte ich nicht einfach 6 davon in Reihe um so insgesamt 12 Volt zu erreichen?" Das hat mit der Strombegrenzung zu tun, der Widerstand sorgt ja nicht nur dafür, das nur die benötigte Spannung an der Diode anliegt, sondern er begrenzt auch den zulässigen Strom. Wenn eine Diode plötzlich mehr Strom aufgrund eines Defektes verbrauchen würde, werden alle anderen Dioden ebenfalls in Mitleidenschaft gezogen. Ich habe immer höchstens 4 Dioden in Reihe geschaltet, das bleibt wenigstens übersichtlich. So das solls gewesen sein...

Wenn jetzt noch Unklarheiten sind, für Fragen bin ich immer empfänglich, wie immer per Mail oder bei www.Peugeotforum.net bzw. www.peugeotscene.ch/forum