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Praktische Elektronik


Eine einfache Schaltung für eine LED-Lampe.


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Eine LED-Lampe im Selbstbau

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Eine LED-Lampe im Selbstbau

Infos zu LEDs gibt es bei Daten von LEDs. Anfänger sollten sich zunächst in dem Praktikum Schaltungen mit LEDs mit LEDs vertraut machen.

Drei_LED.png
Bild 4: Schaltung mit drei LED in Reihe

Der Widerstand erzeugt übrigens Verluste, die nicht zur Beleuchtung beitragen. Bei 3 weißen LEDs an 12V ist mit 25% Verlust zu rechnen. Der 1kΩ Widerstand ist für Anzeigezwecke die beste Wahl. Für die Beleuchtung werden die LEDs stärker belastet, bei drei weißen LEDs an Uv=12V und I=20mA Strom sind 150Ω ideal, wie eine kurze Rechnung ergibt.

Ur = Uv  - 3 * Uled
Ur = 12V - 3 * 3,0V
Ur = 3V

R  = Ur / I
R  = 3V / 20mA = 3 / 0,02A
R  = 150Ω

Viele LEDs

Viele LEDs können wir anschließen, indem wir einfach mehrere in Reihe geschaltete Gruppen parallel anschließen. Das ist die übliche Schaltung in LED-Streifen, die überall angeboten werden. Sie werden meistens mit 12V betreiben. Die LED-Streifen enthalten LEDs in SMD-Gehäusen. Es werden auch SMD-Widerstände verwendet. Vielfach kann man die LED-Streifen nach 3 LEDs kürzen.

Viele_LED.png
Bild 4: Schaltung mit 9 weißen LED

Die obige Schaltung verbraucht 0,72W.

Drei weiße LED im 3mm-Gehäuse an 12V haben eine Leistung von etwa 200mW = 0,2W. Die gesamte Leistung ist 0,24W. Die 0,04W verbraucht der Vorwiderstand. Der Strom für einen Strang ist 20mA. Werden mehrere Stränge mit jeweils 3 LED parallel geschaltet, muss für jeden Strang 20mA oder 0,24W von der Stromversorgung geliefert werden. Moderne Steckernetzteile liefern bei 12V mindestens 3W. Wir könnten also 3W/0,24W > 12 parallele Stränge, d.h. 36 LED an einem solchen Steckernetzteil betreiben. Das ist eine brauchbare Schreibtischlampe.

Wir bauen für eine Schreibtischlampe die Schaltung von Bild 4 vier mal auf.

36_LED_brd_s.png
Bild 5: LED-Lampe mit 36 weißen 3mm-LEDs

Das obige Layout zeigt eine LED-Beleuchtung mit 36 weißen 3mm-LEDs und 12 Widerständen mit je 110Ω. Alles kann auf eine Lochrasterplatine aufgebaut werden. Die Lötpunkte werden entsprechend den blauen Leitungen verbunden. Die roten Verbindungen werden mit isolierten Drähten auf der Verdrahtungsseite durchgeführt. Die Einheit ist 20mm x 100mm groß.

In Aufbau auf Lochrasterplatinen wird beschrieben, wie die Patine erstellt wird.

Wer eine höhere Helligkeit haben will, kann die Platine von Bild 5 zwei mal aufbauen. Das Netzgerät muss dann über 24 * 0,24W = 5,76W (am besten 12V, 0,5A, 6W) liefern können. Noch mehr lohnt sich nicht, weil für eine merklich höhere Helligkeit dann 4 Platinen nötig sind.

Mechanik der Lampe

Ein Amateur will seine Arbeiten präsentieren. Wir bauen die kleine Platine nicht ein, sondern decken sie oben - das ist die Lötseite - mit einer Platte aus Kunststoff oder Plexiglas ab. Daran können wir den Arm der Lampe befestigen. Der Fuss braucht ein gewisses Gewicht. Ausprobieren - Versuch macht kluch.

Das Netzteil

Für den Betrieb wird ein Steckernetzteil mit 12V benötigt. Solche Netzteile gibt es für ein paar Euro fünfzig. Sie haben ein Anschlusskabel mit einem Stecher auf der Ausgangsseite. Den Stecker schneiden wir einfach ab. Wir bestimmen die Polarität der Anschlussleitungen und löten die Anschlüsse an die Platine. Die Polarität können wir mit einem Messgerät oder mit unserem Polaritätsprüfer bestimmen.

Dimmer

Im Praktikum LED Dimmer wurde ein Dimmer für LED vorgestellt. Die Helligkeit einer LED kann damit in drei Stufen gedimmt und natürlich ausgeschaltet werden. Die Schaltung kann mit ein paar MOSFET als Schalter für unsere LED-Beleuchtung mit 36 LED angepasste werden.

Die Vorwiderstände sind natürlich neu zu berechnen. Für unsere Lampe werden zwölf Stränge mit je 150Ω Widerständen parallel geschaltet. Die LED-Beleuchtung hat also einen Vorwiderstand von 12,5Ω . Bei voller Helligkeit (L3) wird die Lampe voll eingeschaltet. Bei mittlerer Helligkeit soll der halbe Strom fließen. Der Vorwiderstand muss verdoppelt werden. Wir müssen einen zusätzlichen Widerstand vom 12,5Ω einschalten. Wir nehmen 12Ω. Bei geringster Helligkeit muss der Strom wiederum halbiert werden. Der gesamte Vorwiderstand muss 4*12,5Ω=50Ω betragen, also 50Ω-12,5Ω=37,6Ω zusätzlich eingeschaltet werden. Wir nehmen 36Ω.

Der LED-Dimmer muss mit 5V betrieben werden. Wir verwenden den Spannungsregler LM78L05.

LED-Dimmer-12V_s.png
Bild 6: LED-Lampe mit 36 LEDs und Stufendimmer

Werden die Anschlüsse L1 und L3 vertauscht, beginnt der Dimmer nach dem ersten Tastendruck mit voller Helligkeit und wird dann angedimmt.

To Do

Die Lampe ist im Bau und wird hier demnächst vorgestellt.