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LED

In vielen Schaltungen werden heute LED's verbaut, als Stimmungslicht genutzt oder einfach als Lichtquelle. Genau so vielfälltig ist die Ansteuerung. Da sehr viel Info im Web vorhanden ist, werden hier die verschiedene Arten kurz erleutert. Fangen wir mit der einfachsten an.

LED mit Vorwiderstand

Um den Strom durch die LED zu begrenzen benutzen wir einen Widerstand und die Formel:Widerstand = (UV- n*UF)/IF
Voraussetzung ist eine gleichbleibende Spannung.

• UV = Versorgungsspannung
• UF = Betriebsspannung der LED
• IF = Betriebsstrom der LED
• n = Anzahl der LED in einer Reihe
• R = Widerstand

Beispiel

Versorgungsspannung von 12 Volt, 1 Stk rote LED mit 2Volt und 20mA
Die Formel lautet: (12V- 1*2V)/ 0.02A = 500Ohm Nun runden wir auf den nächst höheren Widerstandswert zB. 510 oder 560 Ohm.
Bei 3 Stk von den gleichen LED's dann: (12V- 3*2V)/ 0.02A = 300Ohm
Jetzt wird die Leistung durch den Widerstand mit der Formel berechnet: P = U * I (Leistung = Spannung * Strom)(12V- 1*2V) * 0.02A = 0.16 WattAlso reicht hier ein 1/4-Watt (0.25W) Widerstand.
Schneller geht es mit den vielen Online Tools wie hier.
Vorwiderstand Rechner

LED an Konstantstromquelle linear

Der Nachteil mit vorgängiger Variante, wechselt die Spannung stimmt unser Widerstandswert nicht mehr. Also hier einen Ansatz mit variabler Spannung.
Erst mal für kleine LED's bis 50mA. Hier kann man 2 Transistoren oder eine Kombination mit Zenerdiode verwenden.
Die Grundlage ist immer der Spannungsunterschied Basis-Ermitter UBE, beim Transistor BC547 ist diese 0.7V

Variante Zenerdiode

Die Zenerdiode stabilisiert die Spannung an der Basis auf 5.1V, abzüglich der UBE von 0.7V ergibt 4.4Volt die wir mit dem Widerstand verbraten müssen. Also rechnen wir

R1 = 4.4V / 0.02A = 220Ohm Variante Diode

Jede Diode hat einen fixen Spannungsabfall Vf, nehmen wir zB. zwei 1N4148 beträgt dieser Wert ca. 1.8V. Dann die gleiche Rechnung - minus UBE von 0.7V ergibt 1.1 Volt. Neu rechnen wir

R1 = 1.1V / 0.02A = 55Ohm Variante Transistoren

Mit zwei NPN Transistoren kann die Schaltung stromsparender aufgebaut werden.(Batterie) Über UBE des Transistor wird der Widerstand ermittelt

R2 = 0.7V / 0.02A = 35Ohm

R1 dient zum Öffnen von T1, sollte also so gross sein, dass der Transistor voll durchsteuert. Je nach Spannung und gewünschtem LED Strom zwischen 1k-10k. Noch ein kleiner Pluspunkt, wenn die LED entfernt wird ist der komplette Kreislauf ausgeschaltet.

Auch mit zwei PNP Transistoren funktioniert es.

Rechnen wie oben.

Grössere LED's

Eine