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Eine einfache Konstantstromquelle für LEDs


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Konstantstromquelle für LEDs

Im Praktikum Komplexe Schaltungen mit LEDs wurde eine einfache Schaltung für eine Konstantstromquelle für LEDs vorgestellt. Sie wird in Konstantstromquelle für LED genauer beschrieben.

Hier greifen wir diese Schaltung auf und erstellen ein einfaches Modul, das für den Betrieb von LEDs an Spannungen zwischen 3V und 20V geeignet ist.

Um Irrtümern vorzubeugen, wiederholen wir an dieser Stelle, dass die minimale Spannung natürlich von der Zahl und der Art der LEDs abhängt.

  • Für die minimale Versorgungsspannung muss zu der Flussspannung aller LEDs und noch die 0,6V für die Basis-Emitter-Spannung eines Transistors addiert werden.
Farbe Anzahl minimale Spannung
rot, gelb, grün 1 3V
rot, gelb 2 4,5V
rot, gelb, grün 2 5V
rot, gelb, grün 3 9V
blau, weiß 1 4,5V
blau, weiß 2 9V
blau, weiß 3 12V

Die obige Tabelle gibt an, wie viele LED welcher Farbe an gängigen Spannungsquellen betreiben werden können.

Konstantstrom_2_Transistor.png
Bild 1: Konstantstromquelle für LEDs

Anstelle der LED in Bild 1 können mehrere LEDs in Reihe geschaltet werden. Die LEDs dürfen zwischen I+ und Plus und/oder zwischen I- und Minus angeschlossen werden.

Der Strom durch die LEDs wird über den Widerstand R2 eingestellt.

Strom R2
2mA 300Ω
5mA 120Ω
10mA 62Ω
20mA 30Ω

Die Schaltung mit den BC337 ist für einen Strom bis 20mA und eine maximale Betriebsspannung von 20V geeignet.

Aufbau der Schaltung

Konstantstrom_2_Transistor_N-brd.png
Bild 2: Layout der Konstantstromquelle
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Darstellung

Die Sicht ist von oben auf die Platine.

Die dünnen roten Linien stellen das Raster (2,54mm) der Platine dar. Die Zahlen helfen beim Zählen des Rasters.

Die Verbindungsleitungen sind grün dargestellt und befinden sich auf der Unterseite, werden sozusagen mit Röntgenaugen durch die Platine gesehen.

Die Verbindungsleitungen werden auf der Unterseite mit dünnem Draht erstellt. Dieses ist im Löten für Anfänger beschrieben.

Die gelben Punkte sind Bohrungen durch die Anschlüsse von Bauelementen gesteckt und auf der Unterseite verlötet werden.

Eine Lochrasterplatine hat an jedem Rasterpunkt eine Bohrung und auf der Unterseite einen Lötpunkt. Hier werden nur die benutzten Bohrungen dargestellt.

Die Widerstände und Transistoren sind schematisch dargestellt.

Links unten und rechts oben befinden sich die Lötpunkte für die Anschlüsse. Darüber bzw. darunter liegen Bohrungen für die Befestigung der Platine mit 2,0 mm Kunststoffschrauben.

Der Text bezeichnet und beschreibt die Bauelemente.

Die Darstellung wird ausführlich in Darstellung in KiCAD beschrieben.

Aufbau als Modul

Die Konstantstromquelle kann auch als Modul für Steckboards mit vier Stiften aufgebaut werden.

Diese Module werden am besten auf Lochrasterplatinen mit durchkontaktierten Lötpunkten aufgebaut. Die Stifte werden von unten eingesetzt und oben verlötet. Ein kurzer Draht verbindet sie mit dem daneben liegenden Lötpunkt. Der zweite Stift wird auch auf der Oberseite verbunden. Diese Leitungen sind im Layout rot dargestellt.

Konstantstrom_2_Transistor-brd.png
Bild 3: Layout der Konstantstromquelle als Modul
Konstantstrom_2_Transistor-brd-Top-3D.png
Bild 4: Platine der Konstantstromquelle von oben in 3D

Für den normalen Einsatz entfallen die Stifte. Die Leitungen werden dann einfach an die Lötpunkte links unten und rechts oben angeschlossen.

Konstantstrom_2_Transistor-brd-Bottom-3D.png
Bild 5: Platine der Konstantstromquelle von unten in 3D

Für den normalen Einsatz entfallen die Stifte. Außerdem werden Bohrungen für die Befestigung der Platine angebracht.