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Praktische Elektronik


Leuchtdioden - LED - eignen sich als universelle Anzeige


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LED - Leuchtdioden

Inhalt


LED - Leuchtdioden

Farbe Werkstoff Fluss-
spannung
Strom
bei 3mm
Sperr-
spannung
Standard-
Vorwiderstand
bei 5V
Minimaler
Vorwiderstand
bei 5V
rot GaAsP 1,8V 20mA 5V 1kΩ 160Ω
gelb GaAsP 2,0V 20mA 5V 1kΩ 150Ω
grün GaP 2,2V 20mA 5V 1kΩ 150Ω
blau ZnSe 3,0V 20mA 5V 10kΩ 100Ω
orange GaAsP 2,0V 20mA 5V 1kΩ 150Ω
weiß wie blau wie blau wie blau wie blau 100Ω
oder wie blau
wie blau

Weiße LEDs sind blaue, die mit einem Leuchtstoff überzogen sind. Der angegebene Standard-Vorwiderstand von 100Ω gilt, wenn sie für Beleuchtungszwecke verwendet werden.

Die Flussspannungen gelten für den angegebenen Strom (20mA). Sie können von den angegebenen Werten abweichen:

  • Bei kleinen Strömen kann sie um 0,4V oder mehr geringer sein.
  • LEDs gleichen Typs (Farbe, Hersteller usw.) können außerdem um bis zu ±0,4V abweichen.

Symbol

LED_Symbol.png

Schaltbild

Der Strom fließt nur in der gezeichneten Richtung von Puls nach Minus.

Gehäuse

LED_3mm.png

3mm LED

1 - Kathode
2 - Anode

Darstellung im Entwurf für das Board

LED_Board.png

Regeln

  • Eine Leuchtdiode ist eine Diode, sie lässt nur in Pfeilrichtung Strom fließen.
  • An der Anode muss Plus liegen, wenn die LED leuchten soll.
  • Der lange Draht ist die Anode, wird also an Plus angeschossen.
    Für die Verwendung auf Steckbrettern werden die Anschlüsse zwar gekürzt, aber die Anode ist immer länger.
  • Eine LED wird mit einen Vorwiderstand von 1kΩ (10kΩ bei blauen) betrieben.
  • Vorsicht bei Spannungen über 5V, sie können eine LED zerstören.

Vorwiderstände für LED

In der Tabelle oben sind die minimalen Vorwiderstände angegeben, um eine LED noch an 5V zu betreiben. Meistens kommt man mit wesentlich höheren Widerständen aus. Ein guter Wert ist 1kΩ. Damit kann man eine LED auch an 12V anschließen.

Die Helligkeit einer LED ändert sich kaum, wenn der Widerstand geringfügig geändert wird. Nach einer guter Faustregel kann man eine Änderung der Helligkeit erst erkennen, wenn der Widerstand halbiert oder verdoppelt wird. Wem eine LED bei 1kΩ nicht hell genug ist, muss schon 470Ω oder gar 220Ω nehmen.

Blaue LEDs sind wesentlich heller als rote. Für Anzeigen sollte man deshalb bei blauen einen Vorwiderstand von 10kΩ wählen.

LEDs für Beleuchtung sind eine andere Sache. Man sollte sie mit spezieller Elektronik betreiben. Eine weiße LED soll normalerweise beleuchten. Für 3mm_LEDs an 5V ist dann ein Widerstand von 100Ω eine gute Wahl.

Helligkeit von LEDs

Die Helligkeit von LEDs ist so eine Sache. Man kann sie natürlich messen und LEDs miteinander vergleichen.

Diese Messwerte sagen häufig wenig darüber aus, wie wir Menschen die Helligkeit wahrnehmen. Wenn man sehr genau darauf achtet, kann man einen Unterschied von 10% soeben wahrnehmen. Wenn wir keinen unmittelbaren Vergleich haben, stellen wir einen Helligkeitsunterschied nur fest, wenn die Helligkeit doppelt oder halb so groß ist.

Ein weiteres Problem sind verschiedene Farben. Es treffen zwei Phänomene aufeinander.

  • Die Helligkeit einer LED eines Typs unterliegen Schwankungen von bis zu -50% und +100%.
  • Die Effizienz - die gemessene Helligkeit - der LEDs hängt von der Farbe ab.
  • Menschen nehmen verschiedene Farben - bei gleicher gemessener Helligkeit - unterschiedlich hell war.
  • Man kann aufgrund vorliegender Daten, die tollsten Berechnungen anstellen:
    Probieren ist besser und schneller.

Regel

  • Die Helligkeit der LEDs hängt von dem Typ (normal, low current, high efficiency) und Farbe ab.
  • LEDs eines Typs (Farbe, Hersteller usw.) dürfen von den typischen Daten erheblich ( -50% bis +100% ) abweichen.
  • High efficiency LEDs erscheinen nur wenig heller.
  • Wenn mehrere LEDs in einer Anzeige gleichzeitig betrachtet werden:
  • sollte der Strom durch alle LEDs (auf 10 %) gleich sein,
  • kann es nötig sein, dass man LEDs aus dem gleichen Produktions-Topf verwenden muss.
  • Wenn LEDs heller erscheinen sollen, sollte der Strom durch die LEDs verdoppelt werden. Der Vorwiderstand muss halbiert werden.
  • Wenn LEDs dunkler erscheinen sollen, sollte der Strom durch die LEDs halbiert werden. Der Vorwiderstand muss verdoppelt werden.
  • Die Helligkeit verschiedener Farben sollte man durch Versuche angleichen.
  • rote, grüne, gelbe LEDs bekommen (bei 5V) einen Vorwiderstand von 1kΩ, blaue von 10kΩ.

Duo-LEDs

Für viele Schaltungen werden zwei LEDs unterschiedlicher Farbe benötigt. Die gibt es in einem Gehäuse:

  • mit zwei Anschlüssen
  • mit drei Anschlüssen
  • mit gemeinsamer Kathode
  • mit gemeinsamer Anode

Die Anschlussbelegung ist nicht einheitlich. Am besten nachmessen.

Duo-LED_Symbol.png