LEDs

IR-LED, Signal-LED 5mm, Signal-LED 3mm, Flux-LED, 10mm LED

Eine LED (Light Emitting Diode) ist, wie der Name schon sagt, eine Diode, die Licht aussendet. Es gibt LEDs in runden (10, 5, 3mm) und eckigen Bauformen, in verschiedenen Farben und Leuchtstärken. Signal-LEDs strahlen kaum Licht ab, wogegen ultrabright/superhelle LEDs sehr hell leuchten können.

Auch LEDs haben eine Anode (Plus-Pol) und eine Kathode (Minus-Pol). Das Anodenbeinchen ist etwas länger und bei runden LEDs ist die Kathoden-Seite des LED-Gehäuses abgeschliffen.

Da LEDs einen sehr geringen Innenwiderstand haben, aber nur wenig Strom vertragen, ist ein in Reihe zu der LED geschalteter Vorwiderstand von Nöten.

Eine normale Signal-LED hat eine Stromaufnahme von 0,015A (15 mA) und eine Betriebsspannung von 2,2 V. Nach R = U / I beträgt der Innenwiderstand also R_led = 146,7 Ω. Bei einer anliegenden Spannung von 5V würde das aber eine Stromaufnahme von 34 mA ergeben. Das ist wesentlich mehr, als die LED verträgt. Um den Stromfluss zu begrenzen, benötigt die LED einen Vorwiderstand, der in Reihe geschaltet wird.

Die Höhe des Vorwiderstandes berechnen

Gegeben (am Besten aus dem Datenblatt der LED, das beim Hersteller im Internet zu finden ist):
U_s = 5V (Versorgungsspannung)
U_led = 2,2V (Spannung über LED)
I_led = 15mA (Betriebsstrom LED)

Lösung:
R_vor = (U_s – U_led) / I_led
R_vor = (5V – 2,2V) / 0,015A
R_vor = 186,7Ω

Der nächste Widerstand in der E6-Reihe ist 220Ω.

Bei Amazon findet man für relativ wenig Geld verschiedene LED Sortimente, ansonsten lassen sich LEDs auch z.B. aus alten Geräten auslöten.

Adressierbare LEDs

Eine spezielle Form von LEDs sind die sogenannten adressierbaren LEDs. Es handelt sich dabei um RGB-LEDs, die einen integrierten Chip zur Ansteuerung besitzen. Detaillierte Informationen hab ich auf dieser Seite gesammelt: WS2812 – Der einfachste Weg, viele LEDs mit Arduino steuern

Danke an alle, die in den Kommentaren auf die Fehler hingewiesen haben und auch gleich Lösungen angeboten haben!

20 Comments

  1. Echt super erklärt aber am Ende sollte es wahrscheinlich Rvor = 330Ω – 110Ω heißen nicht 11Ω!
    Danke für das Tutorial!
    Würde mich sehr freuen wenn bald beim Platinen ätzen weiter geht :-)

  2. ww4You

    Die Rechnung oben kann nicht stimmen:
    2.2 V / 0,015A ergibt 146,6 Ohm. Im Rechenbeispiel wird 110 Ohm als Innenwiederstand angegeben?!?

    Damit ergibt sich als notwendiger Vorwiderstand 330 -146Ω = 186 Ω bei 5 V.

    Da ein 186 Widerstand nur mit Poti realisierbar ist und Widerstände mit Toleranzen (z.B. 5%)ausgeliefert werden würde ich zu dem nächstgrößeren Standardwiderstand greifen, das wäre dann 220 Ω.

    Könnt Ihr die Rechnung oben bitte überprüfen und gf’s anpassen?

  3. Speirs

    Wirklich ein sehr gutes Tutorial!
    Aber es stimmt, leider hat sich bei diesem Rechenbeispiel der Fehlerteufel eingeschlichen. :)

    Viele Grüße……

  4. Thomas Ihme

    R_vor = (U_s – U_led) / I_led
    U_s = 5V (Versorgungsspannung)
    U_led = 2,2V (Spannung über LED)
    I_led = 15mA (Betriebsstrom LED)
    R_vor ist damit 186Ω
    Der nächste Widerstand in der E6-Reihe ist 220Ω. Der Stom ergibt sich somit zu 13mA. In der E12-Reihe bekommt man auch einen 180Ω-Widerstand. Der Strom ergibt sich dann zu 15,5mA, was sehr gut ist. Der nächste kleinere Widerstand in der E6-Reihe ist 150Ω. Damit ergibt sich ein Strom von 18,7mA, was eine LED auch gut verträgt.

  5. Shin Natsume

    Ok es so zu rechnen kann man auch aber ist meiner sicht unnötig.

    Einfachster weg ist erstmal zu wissen wie hoch die stromaufnahme sein darf von der led (Siehe datenblatt von der led) ist von hersteller zu herstellen nicht immer gleich. gehn wir mal von 15mA und 2,2v aus wie im beispiel oben bei 5 V

    5V-2,2V=2,8v

    2,8 volt ist also schonmal zuviel. Nun begrenzen wir den Strom auf 15mA D.H. U / I = R

    2,2V / 0,015A =146.6666666…..

    Nun zur der wahl des widerstandes A jeder widerstand hat toleranz 5-20% je nach dem. Da immer die spannung und strom nicht immer genau 5v oder 15mA ist und auch mal sich im kommabereich verendert sollte man großzügig aufrunden. 146=150 ohm da mir aber persönlich 4 ohm zu wenig ist mach ich aus 150 200. Mit dem wert Liege ich richtig.

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