Einbau einer Leuchtdiode zB als Power-LED

Einbau einer Leuchtdiode zB als Power-LED
Auswahl der Diode:
Bei der Anschaffung einer Diode muss man unbedingt auf ihre Kennwerte achten. Uns interessiert
wie viel Betriebspannung sie benötigt und wieviel Strom sie maximal durchlassen kann.Der
Durchmesser ist nur wichtig um zu wissen wie groß das Loch für den Einbau am Gehäuse sein
muss.
Als Beispiel nehme ich die rote Diode die Scorp.ius in seiner Anleitung verwendet hat.
Daten der roten LED:
– Betriebspannung
– Strom
– Durchmesser
=2V
= 20 mA
= 3mm
Als nächstes müsst ihr euch entscheiden welche Eingangspannung ihr benutzen wollt. Habe zwar
noch keine MAK gebaut aber in eurer Anleitung habe ich 5V oder 12V gelesen, also Pin „+5V“
oder „+12V“. Ich mache zum nachvollziehen das gleiche wie Herr Scorp.ius und nehme 5V.
Schauen wir uns zunächst unsere Schaltung an:
Allgemeiner Aufbau:
Anhand der Zeichnung sieht man das Widerstand und Diode in Reihe geschaltet werden.
Wir machen es jetzt so das die Diode ihre 2V bekommt(siehe Zeichnung). Jetzt haben wir eine
Schaltung mit bekannter Eingangsspannung von 5V und einer von zwei Teilspannungen nämlich
die der Diode 2V. Nun stellt sich die Frage wie viel Spannung an dem Vorwiderstand abfallen muss.
Hintergründe aus der Elektrotechnik:
1. Widerstand: Mit ihm kann man bestimmen welche Spannung man für einen bestimmten
Strom benötigt.
2. Reihenschaltung von Widerständen:
–
–
–
–
–
In einer Reihenschaltung handelt es sich um einen unverzweigten Stromkreis.
Deswegen fließt überall der gleiche Strom.
Das bedeutet: egal an welcher Stelle man Strom misst, er ist immer gleich groß.
An jedem Widerstand fällt eine bestimmte Spannung ab.
Umso größer ein Widerstand in dieser Reihenschaltung ist, umso mehr Spannung fällt
auf ihn ab.
– Werde jetzt nur auf die Gleichungen eingehen die wir für den Vorwiderstand brauchen =)
U = Spannung ;
I = Strom ;
R = Widerstand ;
Es gilt also:
–
–
–
Eingangsspannung(Gesamtspannung) = Summe der Teilspannungen der Widerstände
Gesamtwiderstand = Summe der einzelnen Widerstände
Strom = Strom an Widerstand 1 = Strom an Widerstand 2
Wenn ein Widerstand und eine Diode in Reihe geschaltet werden gelten die gleichen Regeln wie bei
einer Reihenschaltung nur mit Widerständen. Somit lässt sich nun erklären wie groß die Spannung
am Vorwiderstand sein muss.
Aus
U(Eingangsspannung) = U1(Spannung an Widerstand) + U2(Spannung an Diode)
U
U2
=
=
=>
U1 = U – U2 = 5V – 2V = 3V
5V
2V
Jetzt wissen wir wie groß die Spannung am Vorwiderstand sein muss, nämlich 3V. Da wir auch
wissen das der Strom in diesem Schaltkreis überall gleich groß ist können wir mit Hilfe des
Ohmschen Gesetzes die Größe des Widerstandes berechnen.
Ohmsches Gesetz:
Der Strom auf die Diode darf maximal 20mA betragen, sonst geht die LED kaputt. Also rechnen
wir mit maximal diesen 20mA.
U = 3V ;
=>
I = 20mA = 0,02A ;
Helligkeit:
Beim maximalen Strom I = 20mA leuchtet die Diode am hellsten. Wem das zu hell nimmt einfach
einen etwas größeren Widerstand, denn wenn man das Ohmsche Gesetz nach Strom I umstellt sieht
man, dass wenn bei gleicher Spannung der Widerstand größer wird, die Stromstärke sich
verkleinert.
Wenn jemandem die LED zu hell ist, dann einfach den Strom über den Widerstand reduzieren.
Was mir noch eingefallen ist: Wenn ihr einen Widerstand berechnet den ihr nicht zu hause
rumfliegen habt dann könnt ihr anstatt einen Vorwiderstand auch mehrere nehmen, denn wie oben
erwähnt addieren sich Widerstände in Reihe.
Beispiel:
Ausgerechneter Widerstand = 550 Ohm.
In der Schublade befinden sich ein 180 Ohm, ein 300 Ohm und 70 Ohm Widerstand.
Nun, die Widerstände in Reihe verlöten und man kann diese als einen einzigen Widerstand betrachten.
R = R1 + R2 + R3 = 180 Ohm + 300 Ohm + 70 Ohm = 550 Ohm
Falls jemand den Pin mit „+12V“ nimmt rechnet man das ganze natürlich nach dem selben Schema
aus(zur Kontrolle: Ergebnis bei 12V wären 500 Ohm).
Hoffe ich konnte damit dem ein oder anderen helfen.
Viel Spaß beim basteln =)
Gruß zach